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高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

来源:101教育网整理 2018-04-03 字体大小: 分享到:

21描述圆周运动教师点拨题(教科版)

[

1]  一质点做圆周运动,速度处处不为零,则(  )

A

.任何时刻质点所受的合力一定不为零

B

.任何时刻质点的加速度一定不为零

C

.质点的速度大小一定不断地改变  

D

.质点的速度方向一定不断地改变

[

解析]  由题意可知,质点可能做匀速圆周运动,也可能做变速圆周运动.但只要做圆周运动且速度处处不为零,则速度的方向总是不断变化,因此速度总是在变化的,质点做变速运动,质点所受的合力一定不为零,因而加速度也一定不为零,即选项ABD正确.如果质点做的是匀速圆周运动,则质点的速度大小不变,故C选项错误.

[

答案]  ABD

  

[点评] 注意圆周运动的条件及匀速圆周运动和变速圆周运动的区别与联系.有些同学看到圆周运动就当做匀速圆周运动加以分析判断而造成错解.对这种思维定式的负面作用应注意加以克服.即使是匀速圆周运动,也要正确理解匀速的含义,并不是速度或加速度恒定,而只是速率不变,即速度的大小不变.

[

2]  如图21ll所示,古希腊某地理学家通过长期观测,发现621日正午时刻,在北半球A城阳光与竖直方向成7.5°角入射,而在A城正南方,与A城地面距离为L城,阳光恰好沿竖直方向入射。射到地球的太阳光可视为平行光.据此他估算出了地球的半径.试写出估算地球半径的表达式R=       

高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》             高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

2111                2112

[解析]  地面上某点的竖直方向就是过该点沿半径指向地球球心的方向,由此可见,在B城阳光沿地球半径方向入射如图2112所示,在A城阳光与地球半径成7.5°角入射,显然过AB两点的地球半径的夹角为7.5°,由于该角度很小,所以可认为AB间距离近似为弧的长度,然后根据弧长、圆心角及半径间的关系,便可估算出地球半径的表达式.

AB间距离近似为弧的长度,

LθR2π×高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》R,∴R高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

[

点评]  高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

[

点评] 明确各点做圆周运动时,其圆心的位置、半径的大小,是正确解答本题的关键.

[

3]  机械手表中的分针与秒针可视为匀速转动,分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为(    )

A

1 min B高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》min C高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》min D高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》min

[

解析]  不少同学简单认为只要秒针转一圈,则分针与秒针就第二次重合,而忽略了在这段时间分针也要转过一个角度.考虑到分针和秒针的同时运动,当第二次重合时,它们转过的角度应相差2π.由于秒针每转一周所用时间为1min,分针转一周所用时间为60min.所以角速度分别为:ω1高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》rad/sω2高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》rad/s.设经过时间t两针再次重合,则ω1tω2t2π,所以t高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》s高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》min

[

答案]  C

[

4]  如图2113所示的传动装置中,BC两轮固定在一起绕同一转轴转动,AB两轮用皮带传动,三轮半径关系为rA=rC=2rB.若皮带不打滑,求ABC轮边缘的abc三点的角速度之比和线速度之比.

[

解析]  凡皮带传动装置,正常工作时,皮带和两个皮带轮之间没有相对运动,在相同的时间里,皮带上一点转过的距离一定等于两个皮带轮轮缘上的点转过的弧长,即两个皮带轮轮缘上的点的线速度大小相等,都等于皮带上点的运动速度,在图中vavb

A

B两轮通过皮带传动,皮带不打滑,AB两轮边缘上各点的线速度大小相等,即va=vb,故vavb=11

B

C两个轮固定在一起,属于同一个转动的物体,它们上面的任何一点具有相同的角速度,即ωbωcl1

 

因为ω=高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》va=vbrA=2rB,所以ωaωb=rBrA12

 

又因为vrωωbωcrC=2rB,所以vbvcrBrC12

综合可得:ω

aωbωc122vavbvc112

[

点评] 通过观察,发现只要皮带不打滑,皮带上各点的线速度与它传动的转轮轮缘上的线速度大小相等,用ω高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》讨论ωr的变化更方便;同轴的轮子,其转动角速度相同,用vrω讨论vr的变化更方便.

高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

 

2113            2114

[

5] 如图2114所示,在同一高度上有AB两物体,它们的质量分别为mMA物体在竖直面内做匀速圆周运动,运动方向为逆时针方向,轨道半径为R,同时B物体在恒力F作用下,从静止开始做匀加速直线运动,运动方向向右,问:要使两物体的速度相同,A物体做匀速圆周运动的角速度ω应为多大?

[

解析]  物体A做匀速圆周运动,其速度方向是时刻发生改变的,而物体B向右做匀加速直线运动,要使两者速度相同,则物体A只有经过最低点速度才会向右,所需时间:

tA

高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》TnT(n012)

线速度          

vAω·R

B

物体经过相同的时间速度达到:

        

vBatA高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》(n012)

T高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》,令vAvB.则有:ω高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》(n012)

[

点评] 本题是圆周运动与直线运动的综合运用题,关键要掌握做圆周运动的物体具体有周期性,从而使问题具有多解性.千万别漏解了.

[

6]  如图2115所示,电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪30次,风扇转轴O上装有3个扇叶,它们互成120°角,当风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇转速可能是(    )

高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

A

600r/min     B900r/min    

C

1200r/min     D3000r/min

 

   [解析]  风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,说明在每相邻两次闪光的时间间隔T内,风扇转过的角度是120°的整数倍。即高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》圈的整数倍.T高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》s

风扇的最小转速

nmin

高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》10r/s600r/min

故满足题意的可能转速为

n=knmin(k=l23,…)

[

答案]  ACD

[

点评]  匀速圆周运动是一种周期性的运动,分析此类问题,关键是抓住周期性这一特点,得出可能的多解通式.解题过程中,常出现只考虑k1的情况,而没有注意问题的多解性.

[

7]  观察自行车的主要传动部件,了解自行车是怎样用链条传动来驱动后轮前进的,如图2116所示,其中图(a)是链条传动的示意图,两个齿轮俗称“牙盘”.试分析并讨论:

高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

2116

(1)

同一齿轮上各点的线速度、角速度是否相同?

(2)

两个齿轮相比较,其边缘的线速度是否相同?角速度是否相同?转速是否相同?

(3)

两个齿轮的转速与齿轮的直径有什么关系?你能推导出两齿轮的转速n1n2与齿轮的直径d1d2的关系吗?

[

解析]  (1)同一齿轮上各点绕同一轴转动,因而各点的角速度相同.但同一齿轮上各点因到转轴的距离不同,由v=ωr知,其线速度不同.

(2)

自行车前进时,链条不会脱离齿轮打滑,因而两个齿轮边缘的线速度必定相同.但两个齿轮的直径不同,根据vωr可知,两个齿轮的角速度不同,且角速度与直径成反比.由角速度ω和转速n存在的关系:ω2πn,可知两齿轮角速度不同,转速当然也不同.

(3)

因两齿轮边缘线速度相同,而线速度和角速度的关系是:vωrω=2πn,故2πn1R12πn2R2,即n1dln2d2,转速与直径成反比.

[

点评] 对传动装置各物理量间的关系,要首先明确哪些量是相等的,哪些量是不等的.一般情况下,同轴转动的物体上各点角速度ω、转速n、周期T是相等的,线速度vrω与半径成正比;在皮带不打滑、龄轮传动时,外缘上各点线速度相等,角速度ω高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》与半径r成反比.

[

8]  高空气象气球是研究气象的重要工具,它可以进入云层实测云的压强、湿度和温度等参量而无需人操纵.已知在海拔2000m内,气压每降低1mmHg,升高12m,已知气球上压强计读数为660mmHg,地面大气压为1个标准大气压.气球上测速仪损坏,地面上的研究人员用一激光器照射气球,并随气球一起移动,假定气球在相同高度向前匀速飘行,激光器在水平面内以角速度ω0.002rad/s匀速转动,当光束转过θ=高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》π时,此时高空处气球的速度多大?

高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》

   [解析]  气球离地高度H12×(760660)m=1200m

此时运动如图

2117所示.

由几何知识

rH/cosθ高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》m2400m

 

v1ωr0.002×2400m/s4.8m/s

v

v1/cos高一物理《2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)》9.6m/s

[

点评] 气球沿水平方向移动的速度是实际轨迹上的运动速度,为合速度,由光点的转动线速度和光点沿光线向外移动的速度的合成而得.

年级

 高一

学科

物理

版本

教科版

期数

 

内容标题

2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)

分类索引号

  G.622.475

分类索引描述

  统考试题与题解

主题词

2.1描述圆周运动教师点拨题(教科版)

栏目名称

 学校题库

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