（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.4 圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案.doc

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1.1.4　圓周運(yùn)動(dòng) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心凝煉 1.知道什么是圓周運(yùn)動(dòng)，什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 4個(gè)概念——線速度、角速度、周期、頻率的概念 1個(gè)關(guān)系——線速度與角速度關(guān)系v＝ωr 5個(gè)公式——v＝＝　ω＝＝ T＝＝，v＝ωr，ω＝2πn＝ 2.知道線速度的物理意義、定義式、矢量性，知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度的特點(diǎn)。 3.知道角速度的物理意義、定義式及單位，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。 4.掌握線速度與角速度的關(guān)系，掌握角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關(guān)系。 一、線速度 [觀圖助學(xué)] (1)吊扇工作時(shí)扇葉上某點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？怎樣描述其運(yùn)動(dòng)的快慢？ (2)齒輪工作時(shí)齒輪上某點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？怎樣描述其運(yùn)動(dòng)的快慢？ 1.定義：物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長(zhǎng)與通過這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間的比值。 2.公式：v＝__。 3.意義：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的快慢。 4.方向：線速度是矢量，方向與圓弧相切，與半徑垂直。 5.勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義：物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度大小處處相等的運(yùn)動(dòng)。 (2)性質(zhì)：線速度的方向是時(shí)刻變化的，所以圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。 [理解概念] 判斷下列說法是否正確。 (1)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其速度一定是變化的。(√) (2)圓周運(yùn)動(dòng)線速度公式v＝中的Δs表示位移。() (3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)相等。(√) (4)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的位移相同。() 二、角速度 [觀圖助學(xué)] 如圖所示，鐘表上的秒針、分針、時(shí)針以不同的速度做圓周運(yùn)動(dòng)。 (1)秒針、分針、時(shí)針?biāo)鼈冝D(zhuǎn)動(dòng)的快慢相同嗎？相同時(shí)間內(nèi)，誰轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大？誰轉(zhuǎn)動(dòng)得最快？ (2)請(qǐng)指出秒針、分針和時(shí)針的周期。 答案　(1)不相同。根據(jù)角速度公式ω＝知，在相同的時(shí)間內(nèi)，秒針轉(zhuǎn)過的角度最大，時(shí)針轉(zhuǎn)過的角度最小，所以秒針轉(zhuǎn)得最快。 (2)秒針的周期為60 s，分針的周期為60 min，時(shí)針的周期為12 h。 1.定義：連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度與轉(zhuǎn)過這一角度所用時(shí)間的比值。 2.公式：ω＝。 3.意義：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。 4.單位 (1)角的單位：國(guó)際單位制中，弧長(zhǎng)與半徑的比值表示角的大小，稱為弧度，符號(hào)：rad。 (2)角速度的單位：弧度每秒，符號(hào)是rad/s。 5.轉(zhuǎn)速與周期 轉(zhuǎn)速 周期 定義 物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù) 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，轉(zhuǎn)過一周所用的時(shí)間 符號(hào) n T 單位 轉(zhuǎn)每秒(r/s) 轉(zhuǎn)每分(r/min) 秒(s) [理解概念] 判斷下列說法是否正確。 (1)物體轉(zhuǎn)過的角度越大，則角速度越大。() (2)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的越快，則角速度越大。(√) (3)鐘表的秒針、分針、時(shí)針中時(shí)針的角速度最大。() 三、線速度與角速度的關(guān)系 [觀圖助學(xué)] 如圖所示，在騎行自行車的過程中，圖中A、B、C的線速度大小關(guān)系怎樣？角速度的大小關(guān)系怎樣？ 1.在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度的大小等于角速度大小與半徑的乘積。 2.關(guān)系式：v＝ωr。 [理解概念] 判斷下列說法是否正確。 (1)線速度越大，角速度一定越大。() (2)轉(zhuǎn)速越大，周期一定越大。() (3)線速度越大，周期不一定越大。(√) 　描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系 [觀察探究] 如圖1所示是一個(gè)玩具陀螺，a、b、c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)；當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)； 圖1 (1)陀螺繞垂直于地面的軸線穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)角速度和周期各有什么 關(guān)系？ (2)a、b、c三點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度有什么關(guān)系？ 答案　(1)ωa＝ωb＝ωc，Ta＝Tb＝Tc。 (2)va＝vc>vb。 [探究歸納]　 1.各物理量意義的區(qū)別 (1)線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速都能描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，但它們描述的角度不同。線速度v描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，而角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。 (2)要準(zhǔn)確全面地描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢僅用一個(gè)量是不夠的，既需要描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，又需要描述轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量。 2.各物理量之間的關(guān)系 [試題案例] [例1] (多選)火車以60 m/s的速率轉(zhuǎn)過一段彎道，某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10 s內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過了約10。在此10 s時(shí)間內(nèi)，火車(　　) A.運(yùn)動(dòng)路程為600 m B.加速度為零 C.角速度約為1 rad/s D.轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4 km 解析　在此10 s時(shí)間內(nèi)，火車運(yùn)動(dòng)路程s＝vt＝6010 m＝600 m，選項(xiàng)A正確；火車在彎道上運(yùn)動(dòng)，做曲線運(yùn)動(dòng)，一定有加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；火車勻速轉(zhuǎn)過10，角速度ω＝＝ rad/s＝ rad/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由v＝ωR，可得轉(zhuǎn)彎半徑R＝＝ km≈3.4 km，選項(xiàng)D正確。 答案　AD v、ω及r間關(guān)系的理解 (1)由v＝ωr知，r一定時(shí)，v∝ω；ω一定時(shí)，v∝r。v與ω、r間的關(guān)系如圖甲、乙所示。 (2)由ω＝知，v一定時(shí)，ω∝，ω與r間的關(guān)系如圖甲、乙所示。 [針對(duì)訓(xùn)練1] 關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v、角速度ω和半徑r，下列說法正確的是(　　) A.若r一定，則v與ω成正比 B.若r一定，則v與ω成反比 C.若ω一定，則v與r成反比 D.若v一定，則ω與r成正比 解析　根據(jù)v＝ωr知，若r一定，則v與ω成正比；若ω一定，則v與r成正比；若v一定，則ω與r成反比。故只有選項(xiàng)A正確。 答案　A 　幾種常見的傳動(dòng)裝置 [觀察探究] 如圖2為兩種傳動(dòng)裝置的模型圖。 圖2 (1)甲圖為皮帶傳動(dòng)裝置，試分析A、B兩點(diǎn)的線速度及角速度關(guān)系。 (2)乙圖為同軸傳動(dòng)裝置，試分析A、C兩點(diǎn)的角速度及線速度關(guān)系。 答案　(1)皮帶傳動(dòng)時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，A、B兩點(diǎn)通過的弧長(zhǎng)相等，所以兩點(diǎn)的線速度大小相同，又v＝rω，當(dāng)v一定時(shí)，角速度與半徑成反比，半徑大的角速度小。 (2)同軸傳動(dòng)時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，A、C兩點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度相等，所以這兩點(diǎn)的角速度相同，又因?yàn)関＝rω，當(dāng)ω一定時(shí)，線速度與半徑成正比，半徑大的線速度大。 [探究歸納]　 同軸傳動(dòng) 皮帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 裝置 A、B兩點(diǎn)在同軸的一個(gè)圓盤上 兩個(gè)輪子用皮帶連接，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)輪子邊緣的點(diǎn) 兩個(gè)齒輪輪齒嚙合，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)(兩齒輪的齒數(shù)分別為n1、n2) 特點(diǎn) 角速度、周期相同 線速度大小相同 線速度大小相同 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 相同 相同 相反 規(guī)律 線速度與半徑成正比：＝ 角速度與半徑成反比：＝。 周期與半徑成正比：＝ 角速度與半徑成反比：＝＝。 周期與半徑成正比：＝ [試題案例] [例2] 如圖3所示，普通輪椅一般由輪椅架、車輪、剎車裝置等組成。車輪有大車輪和小車輪，大車輪上固定有手輪圈，手輪圈由患者直接推動(dòng)。已知大車輪、手輪圈、小車輪的半徑之比為9∶8∶1，假設(shè)輪椅在地面上做直線運(yùn)動(dòng)，手和手輪圈之間、車輪和地面之間都不打滑，當(dāng)手推手輪圈的角速度為ω時(shí)，小車輪的角速度為(　　) 圖3 A.ω B.ω C.ω D.9ω 解析　手輪圈和大車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，都等于ω，大車輪、小車輪和地面之間不打滑，則大車輪與小車輪的線速度相等，若小車輪的半徑是r，則有v＝ω9r＝ω′r，小車輪的角速度為ω′＝9ω，選項(xiàng)D正確。 答案　D 解答傳動(dòng)問題的兩個(gè)關(guān)鍵 (1)繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度ω、轉(zhuǎn)速n和周期T相等，而各點(diǎn)的線速度v＝ωr與半徑r成正比。 (2)在皮帶不打滑的情況下，皮帶和皮帶連接的輪子邊緣各點(diǎn)線速度的大小相等，不打滑的摩擦傳動(dòng)兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小也相等，而角速度ω＝與半徑r成反比。 [針對(duì)訓(xùn)練2] (2018德州高一檢測(cè)) (多選)如圖4所示，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片上有A、B、C三點(diǎn)，其中A、C在葉片的端點(diǎn)，B在葉片的中點(diǎn)。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這三點(diǎn)(　　) 圖4 A.線速度大小都相等 B.線速度方向都相同 C.角速度大小都相等 D.周期都相等 解析　首先A、B、C屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故他們的角速度、周期都相等，故C、D正確；由v＝ωr知，它們的半徑r不相等，故線速度的大小不相等，故A錯(cuò)誤；由于是做圓周運(yùn)動(dòng)，故線速度的方向位于切線方向，故B錯(cuò)誤。 答案　CD [針對(duì)訓(xùn)練3] (多選)變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度，如圖5是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則(　　) 圖5 A.該車可變換兩種不同擋位 B.該車可變換四種不同擋位 C.當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4 D.當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，兩輪角速度之比ωA∶ωD＝4∶1 解析　A輪通過鏈條分別與C、D連接，自行車可有兩種速度，B輪分別與C、D連接，又可有兩種速度，所以該車可變換4種擋位，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)A與D組合時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，A輪轉(zhuǎn)一圈，D轉(zhuǎn)4圈，即＝，故C正確，D錯(cuò)誤。 答案　BC 　勻速圓周運(yùn)動(dòng)多解問題 [要點(diǎn)歸納]　 解答勻速圓周運(yùn)動(dòng)多解問題的關(guān)鍵 (1)明確兩個(gè)物體參與運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和求解的問題。兩個(gè)物體參與的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)雖然獨(dú)立進(jìn)行，但一定有聯(lián)系點(diǎn)，其聯(lián)系點(diǎn)一般是時(shí)間或位移等，抓住兩運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系點(diǎn)是解題關(guān)鍵。 (2)注意圓周運(yùn)動(dòng)的周期性造成的多解。分析問題時(shí)可暫時(shí)不考慮周期性，表示出一個(gè)周期的情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的周期性，在轉(zhuǎn)過的角度θ上再加上2nπ，具體n的取值應(yīng)視情況而定。 [試題案例] [例3] 如圖6所示，直徑為d的紙筒繞垂直于紙面的O軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(圖示為截面)。從槍口射出的子彈以速度v沿直徑穿過圓筒，若子彈穿過圓筒時(shí)先后在筒上留下A、B兩個(gè)彈孔。則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω需滿足什么條件？ 圖6 解析　(1)當(dāng)圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)過的角度可能為：2nπ＋(π－θ)，(n＝0，1，2…)，此時(shí)＝，解得ω＝v，(n＝0，1，2…)。 (2)當(dāng)圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)過的角度可能為：2nπ＋(π＋θ)，(n＝0，1，2…)，此時(shí)＝，解得ω＝v，(n＝0，1，2…)。 答案　逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ω＝v，(n＝0，1，2…) 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ω＝v，(n＝0，1，2…) [針對(duì)訓(xùn)練4] 為了測(cè)定子彈的飛行速度，在一根水平放置的軸桿上固定兩個(gè)薄圓盤A、B，盤A、B平行且相距2 m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3 600 r/min。子彈穿過兩盤留下兩彈孔a、b，測(cè)得兩彈孔所在半徑的夾角θ＝30，如圖7所示。則該子彈的速度可能是(　　) 圖7 A.360 m/s B.720 m/s C.1 440 m/s D.108 m/s 解析　子彈從A盤到B盤，B盤轉(zhuǎn)過的角度θ＝2πn＋(n＝0，1，2，……)，B盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝＝2πf＝2πn＝2π rad/s＝120π rad/s，子彈在A、B盤間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于B盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，即＝，所以v＝＝ m/s(n＝0，1，2，…)，n＝0時(shí)，v＝1 440 m/s；n＝1時(shí)，v≈110.77 m/s；n＝2時(shí)，v＝57.6 m/s，故C正確。 答案　C 為什么有時(shí)我們看到車輪是向后旋轉(zhuǎn)的 人們的眼睛看到物體時(shí)，反映到視網(wǎng)膜上有一個(gè)停頓的時(shí)間，即視覺暫留。高速旋轉(zhuǎn)的車輪，人眼是看不清的。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的頻率和人的眼睛視覺頻率一致時(shí)，我們看到的車輪好像是靜止的；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于視覺頻率時(shí)，車輪向前轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)速低于視覺頻率時(shí)，車輪就是向后旋轉(zhuǎn)了。 這個(gè)現(xiàn)象在日光燈下觀察正在啟動(dòng)或剛剛關(guān)閉電源的電扇就可以體會(huì)到，這是因?yàn)槿展鉄舨皇沁B續(xù)的光源，日光燈每秒鐘明暗變化50次，也就是通常所說的閃動(dòng)50次，在日光燈下看到的東西，就是每秒鐘看到50次，而不是連續(xù)看到的。因此電扇的扇葉會(huì)出現(xiàn)一會(huì)兒正轉(zhuǎn)，一會(huì)兒靜止，一會(huì)兒倒轉(zhuǎn)的視覺效果。 1.(對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解)(多選)對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法中正確的是(　　) A.相等的時(shí)間內(nèi)通過的路程相等 B.相等的時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)相等 C.相等的時(shí)間內(nèi)通過的位移相等 D.在任何相等的時(shí)間里，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等 解析　勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，因此在相等時(shí)間內(nèi)通過的路程相等，弧長(zhǎng)相等，轉(zhuǎn)過的角度也相等，A、B、D項(xiàng)正確；相等時(shí)間內(nèi)通過的位移大小相等，方向不一定相同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　ABD 2.(對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)的各量關(guān)系的理解)關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度、角速度、周期的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　) A.線速度大的角速度一定大 B.線速度大的周期一定小 C.角速度大的半徑一定小 D.角速度大的周期一定小 解析　由v＝ωr知，v越大，ω不一定越大；ω越大，r不一定越小，故A、C均錯(cuò)誤；由v＝知，v越大，T不一定越小，B錯(cuò)誤；而由ω＝可知，ω越大，T越小，故D正確。 答案　D 3.(對(duì)線速度與角速度關(guān)系的理解)如圖8所示，翹翹板的支點(diǎn)位于板的中點(diǎn)，A、B兩小孩距離支點(diǎn)一遠(yuǎn)一近。在翹動(dòng)的某一時(shí)刻，A、B兩小孩重心的線速度大小分別為vA、vB，角速度大小分別為ωA、ωB，則(　　) 圖8 A.vA≠vB，ωA＝ωB B.vA＝vB，ωA≠ωB C.vA＝vB，ωA＝ωB D.vA≠vB，ωA≠ωB 解析　因?yàn)閮尚『⒗@同一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故角速度相同，即ωA＝ωB；由于兩人的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不等，根據(jù)v＝ωr，可知vA≠vB，選項(xiàng)A正確。 答案　A 4.(傳動(dòng)問題)(多選)如圖9所示為一皮帶傳送裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)中，皮帶不打滑，則(　　) 圖9 A.a點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小之比是2∶1 B.a點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小之比是2∶1 C.a點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小之比是2∶1 D.c點(diǎn)與d點(diǎn)的角速度大小之比是1∶1 解析　同一皮帶上線速度相等，va＝vc，同一輪上角速度相等，ωb＝ωc＝ωd，再結(jié)合v＝ωr，則vb∶vc＝1∶2，所以va∶vb＝2∶1，ωa∶ωb＝2∶1，va∶vc＝1∶1，ωc∶ωd＝1∶1。故選項(xiàng)A、B、D正確。 答案　ABD 合格性檢測(cè) 1.如圖1所示為一種早期的自行車，這種不帶鏈條傳動(dòng)的自行車前輪的直徑很大，這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了(　　) 圖1 A.提高速度 B.提高穩(wěn)定性 C.騎行方便 D.減小阻力 解析　在騎車時(shí)，人腳蹬踏板車輪轉(zhuǎn)速一定的情況下，據(jù)公式v＝ωr知，輪子半徑越大，車輪邊緣的線速度越大，車行駛得也就越快，故選項(xiàng)A正確。 答案　A 2.靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) A.它們的運(yùn)動(dòng)周期都是相同的 B.它們的線速度都是相同的 C.它們的線速度大小都是相同的 D.它們的角速度是不同的 解析　如圖所示，地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，地球上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期及角速度都是相同的。地球表面上的物體隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是物體所在緯度線平面，其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上，不同緯度處物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是不同的，只有同一緯度處的物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，線速度的大小才相等。但即使物體的線速度大小相同，方向也各不相同。故B、C、D錯(cuò)誤，A正確。 答案　A 3.(2018臨沂高一檢測(cè))某品牌電動(dòng)自行車的銘牌如下： 車型、20吋 (車輪直徑：508 mm) 電池規(guī)格：36 V　12 Ah(蓄電池) 整車質(zhì)量：40 kg 額定轉(zhuǎn)速：210 r/min(轉(zhuǎn)/分) 外形尺寸：L 1 800 mmW 650 mmH 1 100 mm 充電時(shí)間：2～8 h 電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)、直流永磁式電機(jī) 額定工作電壓/電流36 V/5 A 根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知該車的額定時(shí)速約為(　　) A.15 km/h B.18 km/h C.20 km/h D.25 km/h 解析　由表中信息知：每小時(shí)轉(zhuǎn)21060轉(zhuǎn)，則可計(jì)算每小時(shí)走過的路程為s＝πdn＝3.1450810－321060 m≈20 km，則時(shí)速為v＝＝20 km/h，選項(xiàng)C正確。 答案　C 4.如圖2所示，當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí)，扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則(　　) 圖2 A.ωP＜ωQ，vP＜vQ B.ωP＝ωQ，vP＜vQ C.ωP＜ωQ，vP＝vQ D.ωP＝ωQ，vP＞vQ 解析　由于P、Q兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以P、Q兩點(diǎn)的角速度是相等的，即ωP＝ωQ；同時(shí)由圖可知Q點(diǎn)到螺母的距離比較大，由v＝ωr可知，Q點(diǎn)的線速度大，即vP＜vQ，B正確。 答案　B 5.如圖3所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為ω1，則丙輪的角速度為(　　) 圖3 A. B. C. D. 解析　甲、丙兩輪邊緣的線速度大小相等，即ω1r1＝ω3r3，故丙輪的角速度ω3＝ω1，A正確。 答案　A 6.如圖4所示為錐形齒輪的傳動(dòng)示意圖，大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大、小齒輪的角速度大小分別為ω1、ω2，兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為v1、v2，則(　　) 圖4 A.ω1＜ω2，v1＝v2 B.ω1＞ω2，v1＝v2 C.ω1＝ω2，v1＞v2 D.ω1＝ω2，v1＜v2 解析　由于大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者嚙合，所以線速度v1＝v2，由于v＝ωr，所以ω1r1＝ω2r2，又r1＞r2，所以ω1＜ω2，A正確。 答案　A 7.(多選)如圖5所示皮帶傳送裝置，皮帶輪O和O′上的三點(diǎn)A、B和C，＝＝r，＝2r。則皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B、C三點(diǎn)的情況是(　　) 圖5 A.vA＝vB，vB＞vC B.ωA＝ωB，vB＞vC C.vA＝vB，ωB＝ωC D.ωA＞ωB，vB＝vC 解析　A、B是靠傳送帶傳動(dòng)的輪子邊緣上的點(diǎn)，所以vA＝vB，B、C兩點(diǎn)共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以ωB＝ωC。根據(jù)v＝rω知，vB＞vC。根據(jù)ω＝知ωA＞ωB。故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。 答案　AC 8.(多選)A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相同的時(shí)間內(nèi)它們通過的路程之比sA∶sB＝2∶3，轉(zhuǎn)過的角度之比φA∶φB＝3∶2，則下列說法正確的是(　　) A.它們的半徑之比RA∶RB＝2∶3 B.它們的半徑之比RA∶RB＝4∶9 C.它們的周期之比TA∶TB＝2∶3 D.它們的轉(zhuǎn)速之比nA∶nB＝2∶3 解析　相同時(shí)間內(nèi)A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的線速度之比vA∶vB＝sA∶sB＝2∶3，ωA∶ωB＝φA∶φB＝3∶2，則由v＝ωR知半徑之比RA∶RB＝∶＝4∶9，A錯(cuò)誤，B正確；周期之比TA∶TB＝ωB∶ωA＝2∶3，C正確；轉(zhuǎn)速之比nA∶nB＝φA∶φB＝3∶2，D錯(cuò)誤。 答案　BC 等級(jí)性檢測(cè) 9.根據(jù)教育部的規(guī)定，高考考場(chǎng)除了不準(zhǔn)考生帶手機(jī)等通訊工具入場(chǎng)處，手表等計(jì)時(shí)工具也不準(zhǔn)帶進(jìn)考場(chǎng)，考試是通過掛在教室里的時(shí)鐘計(jì)時(shí)的，關(guān)于正常轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)鐘，下列說法正確的是(　　) A.秒針角速度是分針角速度的60倍 B.分針角速度是時(shí)針角速度的60倍 C.秒針周期是時(shí)針周期的 D.分針的周期是時(shí)針的 解析　秒針、分針、時(shí)針周期分別為T1＝1 min，T2＝60 min，T3＝720 min。所以＝，＝，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；根據(jù)ω＝，＝＝60，＝＝12，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。 答案　A 10.高速或超速離心機(jī)是基因提取中的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)超速離心機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)80 000 r/min時(shí)，則關(guān)于距超速離心機(jī)轉(zhuǎn)軸12 cm 處的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) A.周期為 s B.線速度大小為320π m/s C.角速度為160 000 π rad/s D.角速度為 rad/s 解析　離心機(jī)轉(zhuǎn)速n＝80 000 r/min＝ r/s，半徑r＝0.12 m。故周期T＝＝ s，A錯(cuò)誤；角速度ω＝2πn＝ rad/s，C、D錯(cuò)誤；線速度v＝ωr＝0.12 m/s＝320π m/s，B正確。 答案　B 11.半徑為R的大圓盤以角速度ω旋轉(zhuǎn)，如圖6所示。有人站在盤邊P點(diǎn)上隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，他想用槍擊中在圓盤中心的目標(biāo)O。若子彈的速度為v0，則(　　) 圖6 A.槍應(yīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)O射去 B.槍應(yīng)向PO的右方偏過θ角射去，且cos θ＝ C.槍應(yīng)向PO的左方偏過θ角射去，且tan θ＝ D.槍應(yīng)向PO的左方偏過θ角射去，且sin θ＝ 解析　要擊中圓盤中心目標(biāo)O，則子彈的合速度沿半徑方向指向O，如圖所示，因?yàn)樽訌楇x開槍口時(shí)有與槍相同的線速度v＝ωR，所以槍應(yīng)向PO的左方偏過θ角射去，且sin θ＝，故選項(xiàng)D正確。 答案　D 12.(2018唐山高一檢測(cè))一半徑為R的雨傘繞柄以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，如圖7所示，傘邊緣距地面高h(yuǎn)，甩出的水滴在地面上形成一個(gè)圓，求此圓半徑r為多少？ 圖7 解析　間距關(guān)系如圖所示(俯視圖)。 雨滴飛出的速度大小為v＝ωR 雨滴做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有h＝gt2 在水平方向上有s＝vt 由幾何關(guān)系知，雨滴半徑r＝ 解以上幾式得r＝R。 答案　R