2022高一物理寒假作业同步练习题圆周运动含解析.docx

圆周运动圆周运动 （1）描述圆周运动的物理量 线速度:描述质点做圆周运动的快慢，大小（是t时间内通过弧长），方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向 角速度:描述质点绕圆心转动的快慢，大小（单位rad/s），是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究. 周期T，频率f -做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期. 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率. 的关系：（2）匀速圆周运动:_的大小恒定，_、_和_都是恒定不变的，_和_的大小也都是恒定不变的，是速度大小不变而速度方向时刻在变的_曲线运动. 【答案】线速度、角速度、周期、频率、向心加速度、向心力、变速一、单选题（本大题共12小题）1.做匀速圆周运动的物体，在其运动过程中，变化的物理量是()A. 线速度B. 角速度C. 频率D. 周期【答案】A【解析】对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别。本题关键是熟悉匀速圆周运动，知道矢量变化包括大小变化、方向变化、大小和方向的同时变化，基础题目。【解答】A.线速度的大小不变，但方向变化，A正确；B.匀速圆周运动的角速度的大小和方向都是不变的，B错误；CD.匀速圆周运动的周期(或频率)是固定不变的，CD错误。故选A。2.做匀速圆周运动的物体，其线速度()A. 大小不变，方向改变B. 大小改变，方向不变C. 大小和方向都改变D. 大小和方向都不变【答案】A【解析】解决本题的关键是把握匀速圆周运动的特点：线速度大小不变，而线速度的方向时刻改变。【解答】匀速圆周运动中的“匀速”是指匀速率即线速度的大小大小保持不变，又由于物体做曲线运动的速度方向始终沿轨迹的切线方向，而不同的位置切线方向不同，所以匀速圆周运动的线速度的方向时刻改变，故A正确，BCD错误。故选A。3.质点做匀速圆周运动，在任意相等的时间内，下列物理量可能不同的是()A. 通过的弧长B. 通过的位移大小C. 转过的角度D. 速度的变化【答案】D【解析】理解匀速圆周运动的特点即可正确解答本题，主要位移与速度的变化量为矢量，包括大小和方向相等本题比较简单，考查了匀速圆周运动的特点，在练习时注意标量和矢量的区别【解答】质点做匀速圆周运动时，因线速度的大小不变，故在任意相等的时间内通过的圆弧长度相同；位移是矢量，所以在任意相等的时间内通过的位移方向不一定相同，但是位移大小相等；质点做匀速圆周运动时，角速度是不变的，所以在任意相等的时间内转过的角度是相同的；速度的变化是矢量，任意相等的时间内的速度变化方向不一定相同，D符合题意。4.物体在做匀速圆周运动的过程中，关于其线速度的说法正确的是(      )A. 大小保持不变，方向时刻改变B. 大小时刻改变，方向保持不变C. 大小、方向均保持不变D. 大小、方向均时刻改变【答案】A【解析】匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻改变，解决本题的关键掌握匀速圆周运动的特点：速度的大小不变，方向时刻改变。【解答】匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻改变，故A正确，BCD错误； 故选A。5.对于做匀速圆周运动的物体，下列说法不正确的是()A. 相等的时间内通过的路程相等B. 相等的时间内通过的弧长相等C. 相等的时间内通过的位移相同D. 在任何相等的时间内，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等【答案】C【解析】做匀速圆周运动的物体，其角速度、线速度的大小周期均不变，结合匀速圆周运动的性质进行分析即可。本考查匀速圆周运动的性质与特点，基础题。【解答】AC.匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，根据线速度的定义可知，则在相等的时间内，通过的圆弧长度、路程及位移的大小相等，但位移的方向不同，即位移不相同，故AB正确，C错误；B.做匀速圆周运动的物体其角速度不变，.根据角速度的定义可知，在任何相等的时间内，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等，故D正确。本题选不正确的，故选C。6.关于角速度和线速度，下列说法中正确的是()A. 半径一定，角速度和线速度成正比B. 半径一定，角速度和线速度成反比C. 线速度一定，角速度与半径成正比D. 角速度一定，线速度与半径成反比【答案】A【解析】本题考查线速度与角速度的关系v=r，是一道比较简单的题目。【解答】AB.根据r=v知，半径一定，角速度与线速度成正比，故B错误，A正确； C.根据v=r知，线速度一定，角速度与半径成反比，故C错误； D.根据=vr知，角速度一定，线速度与半径成正比，故D错误。故选。 7.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上距圆盘中心一定距离处放有一个小木块随圆盘一起转动，木块受哪些力作用()A. 木块受重力、圆盘的支持力和向心力B. 圆盘对木块的支持力、静摩擦力和重力C. 圆盘对木块的静摩擦力、支持力和重力以及向心力作用D. 圆盘对木块的支持力和静摩擦【答案】B【解析】解：小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力故B正确，A、C、D错误故选：B对小木块进行运动分析和受力分析，做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆心，结合运动情况，再对木块受力分析即可该题主要考查向心力的来源，要明确圆周运动都需要向心力，向心力是由其他的力来充当的，向心力不是一个单独力8.航天员在太空做了一个有趣的实验：用长度大约为32cm的细绳拴着一颗小钢球，细绳恰好处于伸直状态，航天员用手指沿垂直细绳方向轻推小球，小球在拉力作用下沿某一平面做匀速圆周运动，2s转动一圈，由此可估测出小球线速度大小约为()A.   0.1m/sB. 0.5m/sC. 1m/sD. 2m/s【答案】C【解析】解：小球的线速度为v=2rT=2×0.322m/s=1m/s，故C正确；故选：C。9.一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为，周期为T.下列关于这些物理量的关系式中，正确的是()A. v=rB. v=2TC. =2RTD. v=r【答案】D【解析】解：AD、v=lt=rt=rt=r，故A错误，D正确；BC、=2T；v=R=2RT.故BC错误。故选：D。直接根据线速度、角速度、周期的定义以及角度的定义出发展开讨论即可正确理解线速度的定义v=lt=2RT，角速度=t=2T，弧长l=R，能正确推导各量之间的关系是解决本题的关键10.2019年春节期间电影流浪地球的热播使人们关注到影视中“领航员号”空间站通过让圆形空间站旋转的方法获得人工重力的情形，即刘培强中校到达空间站时电脑“慕斯”所讲的台词“离心重力启动”，空间模型如图，已知空间站半径为1000米，为了使宇航员感觉跟在地球表面上的时候一样“重”，g取10m/s2，空间站转动的角速度为()A. 0.01rad/sB. 0.1rad/sC. 1.0rad/sD. 10rad/s【答案】B【解析】太空舱中宇航员做匀速圆周运动，图中以O点为圆心匀速转动使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致，根据g=2r即可求解。本题主要考查了向心加速度与角速度的关系式的直接应用，难度不大，属于基础题。【解答】空间站中宇航员做匀速圆周运动，使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致，则根据g=2r，则=gr=0.1rad/s，故B正确，ACD错误。故选B。11.甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它的角速度之比为3：1，线速度之比为2：3，那么下列说法中正确的是()A. 它们的半径之比是9：2B. 它们的半径之比是1：2C. 它们的周期之比是2：3D. 它们的周期之比是1：3【答案】D【解析】解：A、根据v=r知，半径r=v，因为角速度之比为3：1，线速度之比为2：3，则半径之比为2：9.故A、B错误C、周期T=2，角速度之比为3：1，则周期之比为1：3.故C错误，D正确故选：D解决本题的关键掌握线速度与角速度、周期之间的关系，并能灵活运用，基础题12.如图所示，一位同学玩飞镖游戏圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L.当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则(   )A. 飞镖击中P点所需的时间为Lv0B. 圆盘的半径可能为gL22v02C. 圆盘转动角速度的最小值为2v0LD. P点随圆盘转动的线速度不可能为5gL4v0【答案】A【解析】本题关键知道恰好击中P点，说明P点正好在最低点，利用匀速圆周运动的周期性和平抛运动规律联立求解。飞镖做平抛运动的同时，圆盘上P点做匀速圆周运动，恰好击中P点，说明P点正好在最低点被击中，则P点转动的角度=+2k(k=0,1，2)，结合平抛运动规律即可求解。【解答】A.飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此t=Lv0，故A正确；B.飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则2r=12gt2，解得圆盘的半径为：r=gL24v02，故B错误；C.飞镖击中P点，则P点转过的角度满足：=t=+2k(k=0,1，2)故=t=(2k+1)v0L，则圆盘转动角速度的最小值为v0L，故C错误；D.P点随圆盘转动的线速度为：v=r=(2k+1)v0LgL24v02=(2k+1)gL4v0，当k=2时，v=5gL4v0，故D错误。故选A。二、计算题（本大题共3小题）13.儿童乐园中，一个质量为10kg的小孩骑在木马上随木马一起在水平面内匀速转动。已知转轴距木马5m远，每10s转1圈，把小孩的转动看作匀速圆周运动，求：(1)小孩转动的角速度。(2)小孩转动的线速度。(3)小孩转动的向心加速度。【答案】解：(1)周期T=tn=10s角速度=2T0.63rad/s；(2)线速度v=r3.2m/s；(3)向心加速度a=2r2.0m/s2。【解析】略14.某质点做匀速圆周运动的轨道半径为80cm，周期为2s，则它做匀速圆周运动的：(1)角速度为多大？(2)线速度多大？(3)向心加速度多大？【答案】解：(1)由公式知：角速度=2T=2×3.142=3.14  rad/s(2)线速度v=r=0.8×3.14  m/s=2.51  m/s(3)向心加速度an=v=2.51×3.14  m/s2=7.88  m/s2答：(1)角速度为3.14rad/s。(2)线速度为2.51m/s(3)向心加速度为7.88m/s2；【解析】(1)根据角速度跟周期的公式求解角速度大小；(2)根据线速度跟角速度的公式求解线速度；(3)根据向心加速度与线速度、角速度的关系式求解；该题考查了匀速圆周运动公式的应用，题目较简单，熟记公式即可解答；15.一半径为R的雨伞绕伞柄以角速度的速度匀速旋转，如图所示，伞边缘距地面高h，甩出的水滴在地面上形成一个圆，求此圆半径r为多少?【答案】【解析】雨滴离开伞边缘后沿切线方向水平抛出，特别注意不是沿半径方向飞出，其间距关系如图所示(俯视图)雨滴飞出的速度大小为v=R雨滴做平抛运动在竖直方向上有h=，水平方向上有s=vt由几何关系知，雨滴半径r=解以上几式得r=