2018-2019學(xué)年高中物理 第4章 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 第1節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述學(xué)案 魯科版必修2.doc
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2018-2019學(xué)年高中物理 第4章 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 第1節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述學(xué)案 魯科版必修2.doc
第1節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述
學(xué)習(xí)目標(biāo)
核心提煉
1.知道什么是圓周運(yùn)動(dòng),什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2.知道線(xiàn)速度的物理意義、定義式、矢量性,知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)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(xiàn)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。
5個(gè)概念——線(xiàn)速度、角速度、周期、頻率和轉(zhuǎn)速
3個(gè)關(guān)系——v= ω= v=rω
一、線(xiàn)速度
閱讀教材第66~67頁(yè)“線(xiàn)速度”部分,知道線(xiàn)速度的概念,了解線(xiàn)速度的方向,知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度大小特征。
1.勻速圓周運(yùn)動(dòng):在任意相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)都相等的圓周運(yùn)動(dòng)。
2.線(xiàn)速度
(1)定義:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)的弧長(zhǎng)s與所用時(shí)間t的比值,v=。
(2)意義:描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。
(3)方向:線(xiàn)速度是矢量,方向與圓弧相切,與半徑垂直。
(4)線(xiàn)速度的方向是時(shí)刻變化的,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。
思維拓展
如圖1所示為自行車(chē)的車(chē)輪,A、B為輻條上的兩點(diǎn),當(dāng)它們隨輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),回答下列問(wèn)題:
圖1
(1)在圖上標(biāo)出A、B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度方向;
(2)沿圓弧運(yùn)動(dòng)A、B兩點(diǎn)哪個(gè)快?
(3)如果B點(diǎn)在任意相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)相等,B做勻速運(yùn)動(dòng)嗎?
答案 (1)兩點(diǎn)的線(xiàn)速度方向均沿各自圓周的切線(xiàn)方向。
(2)在相同的時(shí)間內(nèi),A運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng),A運(yùn)動(dòng)得快。
(3)B運(yùn)動(dòng)的速率不變,但B運(yùn)動(dòng)的方向時(shí)刻變化,故B做非勻速運(yùn)動(dòng)。
二、角速度
閱讀教材第67頁(yè)“角速度”部分,了解角速度的概念,知道角速度的單位。
1.定義:連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度φ與所用時(shí)間t的比值,ω=。
2.意義:描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。
3.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(chēng)為弧度,符號(hào):rad。
(2)角速度的單位:弧度每秒,符號(hào)是rad/s或rads-1。
思維拓展
如圖2所示,鐘表上的秒針、分針、時(shí)針以不同的角速度做圓周運(yùn)動(dòng)。
圖2
(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(shuí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大?誰(shuí)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(guò)的角度最大,時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)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。
三、周期、頻率和轉(zhuǎn)速
閱讀教材第67~68頁(yè)“周期、頻率和轉(zhuǎn)速”部分,了解周期、頻率和轉(zhuǎn)速的概念,知道它們之間的關(guān)系。
周期
周期性運(yùn)動(dòng)每重復(fù)一次所需要的時(shí)間,符號(hào)T,單位s
頻率
單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)重復(fù)的次數(shù),f=,單位Hz
轉(zhuǎn)速
單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù),符號(hào)n,單位r/min或r/s
思考判斷
(1)線(xiàn)速度、周期和頻率都是標(biāo)量。( )
(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,周期大的,頻率一定小。( )
(3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,角速度大的半徑一定小。( )
答案 (1) (2)√ (3)
四、線(xiàn)速度、角速度、周期的關(guān)系
閱讀教材第68頁(yè)“線(xiàn)速度、角速度、周期的關(guān)系”部分,知道各物理量間的關(guān)系。
(1)v、T的關(guān)系:v=。
(2)ω、T的關(guān)系:ω=。
(3)v、ω的關(guān)系:v=ωr。
(4)ω、n的關(guān)系:ω=2πn。
思維拓展
月亮繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。如圖3所示關(guān)于各自運(yùn)動(dòng)的快慢,地球和月亮的“對(duì)話(huà)”:地球說(shuō):你怎么走得這么慢?我繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1 s要走29.79 km,你繞我運(yùn)動(dòng)1 s才走1.02 km。
月亮說(shuō):不能這樣說(shuō)吧!你一年才繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)一圈,我27.3天就能繞你一圈,到底誰(shuí)轉(zhuǎn)得慢?
請(qǐng)問(wèn):地球說(shuō)得對(duì),還是月亮說(shuō)得對(duì)?
圖3
答案 地球和月亮說(shuō)的均是片面的,它們選擇描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的標(biāo)準(zhǔn)不同。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度比月亮繞地球運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大,而月亮繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度比地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大。
描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系
[要點(diǎn)歸納]
1.描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系
2.描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間關(guān)系的理解
(1)角速度、周期、轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的理解:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由ω==2πn知,角速度、周期、轉(zhuǎn)速三個(gè)物理量,只要其中一個(gè)物理量確定了,其余兩個(gè)物理量也唯一確定了。
(2)線(xiàn)速度與角速度之間關(guān)系的理解:由v=ωr知,r一定時(shí),v∝ω;v一定時(shí),ω∝;ω一定時(shí),v∝r。
[精典示例]
[例1] (2018廈門(mén)高一檢測(cè))如圖4所示是一個(gè)玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線(xiàn)以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),下列表述正確的是( )
圖4
A.a、b和c三點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等
B.a、b和c三點(diǎn)的角速度相等
C.a、b的角速度比c的大
D.c的線(xiàn)速度比a、b的大
解析 三點(diǎn)繞同一豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),因此角速度相同,由v=ωr知c的半徑最小,故它的線(xiàn)速度最小,a、b的半徑相同,二者的線(xiàn)速度大小相等。故選B。
答案 B
[針對(duì)訓(xùn)練1] 關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線(xiàn)速度、角速度、周期的關(guān)系,下面說(shuō)法中正確的是( )
A.線(xiàn)速度大的角速度一定大
B.線(xiàn)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,r一定時(shí),v與ω成正比;v一定時(shí),ω與r成反比,故A、C均錯(cuò).由v=知,r一定時(shí),v越大,T越小,B錯(cuò).由ω=可知,ω越大,T越小,故D對(duì),故選D。
答案 D
幾種常見(jiàn)的傳動(dòng)裝置
[要點(diǎn)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(pán)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n1、n2)
特點(diǎn)
角速度、周期相同
線(xiàn)速度大小相同
線(xiàn)速度大小相同
轉(zhuǎn)動(dòng)方向
相同
相同
相反
規(guī)律
線(xiàn)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:==
[精典示例]
[例2] 如圖5所示的皮帶傳動(dòng)裝置,主動(dòng)輪O1上兩輪的半徑分別為3r和r,從動(dòng)輪O2的半徑為2r,A、B、C分別為轉(zhuǎn)輪緣上的三點(diǎn),設(shè)皮帶不打滑,求:
圖5
(1)A、B、C三點(diǎn)的線(xiàn)速度大小之比為多少?
(2)A、B、C三點(diǎn)的角速度之比為多少?
思路探究
(1)A、B、C三點(diǎn)中,哪兩點(diǎn)的角速度相等?哪兩點(diǎn)的線(xiàn)速度相等?
(2)角速度相等時(shí),線(xiàn)速度與它們的半徑的關(guān)系怎樣?線(xiàn)速度相等時(shí),角速度與它們的半徑關(guān)系怎樣?
提示 (1)A、B兩點(diǎn)的角速度相等,B、C兩點(diǎn)的線(xiàn)速度相等。
(2)成正比 成反比
解析 (1)?
(2)?
答案 (1)3∶1∶1 (2)2∶2∶1
[針對(duì)訓(xùn)練2] (2018衡水高一檢測(cè))如圖6所示,兩個(gè)輪子的半徑均為R,兩輪的轉(zhuǎn)軸O1、O2在同一水平面上,相互平行,相距為d,兩輪均以角速度ω逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。將一長(zhǎng)木板置于兩輪上,當(dāng)木板的重心位于右輪正上方時(shí),木板與兩輪間已不再有相對(duì)滑動(dòng)。若木板的長(zhǎng)度L>2d,則木板的重心由右輪正上方移到左輪正上方所需的時(shí)間是( )
圖6
A. B.
C. D.
解析 木板與兩輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí),木板運(yùn)動(dòng)的速度與輪邊緣的線(xiàn)速度相同,由題意知木板的重心由右輪正上方移到左輪正上方的過(guò)程中的位移大小為d,則有d=ωRt,得t=,B正確。
答案 B
1.(對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)物理量關(guān)系的理解)關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度v、角速度ω和半徑r,下列說(shuō)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
答案 A
2.(圓周運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)問(wèn)題)如圖7所示,A、B是兩個(gè)摩擦傳動(dòng)的靠背輪,A是主動(dòng)輪,B是從動(dòng)輪,它們的半徑RA=2RB,a和b兩點(diǎn)在輪的邊緣,c和d在各輪半徑的中點(diǎn),下列判斷正確的是( )
圖7
A.va=2vb B.ωb=2ωa
C.vc=va D.ωb=ωc
解析 由于A、B兩輪之間通過(guò)摩擦傳動(dòng),故A、B兩輪邊緣的線(xiàn)速度大小相同,故va=vb,故A錯(cuò)誤;根據(jù)v=ωR可得ωaRA=ωbRB,ωa∶ωb=RB∶RA=1∶2,即ωb=2ωa,故B正確;又由于a與c在同一個(gè)圓上,故ωa=ωc,則ωb=2ωc,由v=ωR得va∶vc=2∶1,即va=2vc,C、D錯(cuò)誤。
答案 B
3.(皮帶傳動(dòng)問(wèn)題)(2018包頭高一檢測(cè))(多選)自行車(chē)的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣,它們的邊緣有三個(gè)點(diǎn)A、B、C,如圖8所示。在自行車(chē)正常騎行時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
圖8
A.A、B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等
B.B、C兩點(diǎn)的角速度大小相等
C.A、B兩點(diǎn)的角速度與其半徑成反比
D.A、B兩點(diǎn)的角速度與其半徑成正比
解析 大齒輪與小齒輪類(lèi)似于皮帶傳動(dòng),所以?xún)奢嗊吘壍狞c(diǎn)A、B的線(xiàn)速度大小相等,A正確;小齒輪與后輪類(lèi)似于同軸傳動(dòng),所以B、C的角速度大小相等,B正確;A、B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等,由v=ωr知A、B兩點(diǎn)的角速度與半徑成反比,C正確,D錯(cuò)誤。
答案 ABC
4.(圓周運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題)(2018鄭州高一檢測(cè))如圖9所示,一位同學(xué)做飛鏢游戲,已知圓盤(pán)的直徑為d,飛鏢距圓盤(pán)L,且對(duì)準(zhǔn)圓盤(pán)上邊緣的A點(diǎn)水平拋出,初速度為v0,飛鏢拋出的同時(shí),圓盤(pán)繞垂直圓盤(pán)過(guò)盤(pán)心O的水平軸勻速運(yùn)動(dòng),角速度為ω。若飛鏢恰好擊中A點(diǎn),則下列關(guān)系正確的是( )
圖9
A.dv=L2g
B.ωL=π(1+2n)v0(n=0,1,2,3…)
C.v0=ω
D.dω2=gπ2(1+2n)2(n=0,1,2,3…)
解析 依題意飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí),圓盤(pán)上A點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),恰好擊中A點(diǎn),說(shuō)明A正好在最低點(diǎn)被擊中,則A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=,平拋的時(shí)間t=,則有= (n=0,1,2,3,…),B正確,C錯(cuò)誤;平拋的豎直位移為d,則d=gt2,聯(lián)立有dω2=gπ2(2n+1)2 (n=0,1,2,3 …),A、D錯(cuò)誤。
答案 B
5. (圓周運(yùn)動(dòng)的物理量間的關(guān)系)一個(gè)圓環(huán)以豎直直徑AB為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖10所示,求環(huán)上M、N兩點(diǎn)的:
圖10
(1)線(xiàn)速度的大小之比;
(2)角速度之比。
解析 M、N是同一環(huán)上的兩點(diǎn),它們與環(huán)具有相同的角速度,即ωM∶ωN=1∶1,兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比rM∶rN=sin 60∶sin 30=∶1,故vM∶vN=ωMrM∶ωNrN=∶1。
答案 (1)∶1 (2)1∶1
基礎(chǔ)過(guò)關(guān)
1.(多選)對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下列說(shuō)法正確的是( )
A.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等
B.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等
C.相等的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移相同
D.相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等
答案 ABD
2.(2018昆明高一檢測(cè))一物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,線(xiàn)速度大小為v,角速度為ω,周期為T(mén)。關(guān)于這些物理量的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是( )
A.v= B.v=
C.ω= D.v=ωr
解析 根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)v=rω,ω=,v=,因此A、B、C錯(cuò)誤,D正確。
答案 D
3.(2018保定高一檢測(cè))如圖1所示,兩個(gè)小球a和b用輕桿連接,并一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
圖1
A.a球的線(xiàn)速度比b球的線(xiàn)速度小
B.a球的角速度比b球的角速度小
C.a球的周期比b球的周期小
D.a球的轉(zhuǎn)速比b球的轉(zhuǎn)速大
解析 兩個(gè)小球一起轉(zhuǎn)動(dòng),周期相同,所以它們的轉(zhuǎn)速、角速度都相等,B、C、D錯(cuò)誤;而由v=ωr可知,b球的線(xiàn)速度大于a球的線(xiàn)速度,所以A正確。
答案 A
4.如圖2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2
A. B.
C. D.
解析 甲、丙兩輪邊緣的線(xiàn)速度大小相等,即ω1r1=ω3r3,故丙輪的角速度ω3=ω1,A正確。
答案 A
5.(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(guò)的路程之比sA∶sB=2∶3,轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比φA∶φB=3∶2,則下列說(shuō)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 A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的線(xiàn)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
6.一汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸每分鐘轉(zhuǎn)2 400周,求:
(1)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與角速度;
(2)距轉(zhuǎn)軸r=0.2 m點(diǎn)的線(xiàn)速度。
解析 (1)由于曲軸每秒鐘轉(zhuǎn)=40(周),周期T= s;而每轉(zhuǎn)一周為2π rad,因此曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為
ω=2π40 rad/s=80π rad/s。
(2)已知r=0.2 m,因此這一點(diǎn)的線(xiàn)速度為
v=ωr=80π0.2 m/s=16π m/s。
答案 (1) s 80π rad/s (2)16π m/s
能力提升
7. (多選)如圖3所示,一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為r的水平圓盤(pán)上放著兩個(gè)木塊M和N,木塊M放在圓盤(pán)的邊緣處,木塊N放在離圓心r的地方,它們都隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)。比較兩木塊的線(xiàn)速度和角速度,下列說(shuō)法正確的是( )
圖3
A.兩木塊的線(xiàn)速度相等
B.兩木塊的角速度相等
C.M的線(xiàn)速度是N的線(xiàn)速度的3倍
D.M的角速度是N的角速度的3倍
解析 由于M、N在圓盤(pán)上同軸轉(zhuǎn)動(dòng),則有ωM=ωN,由v=ωr知vM∶vN=rM∶rN=3∶1,故選項(xiàng)B、C正確。
答案 BC
8.(2018濟(jì)寧高一檢測(cè))甲、乙兩物體均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),甲的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為乙的一半,當(dāng)甲轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí),乙在這段時(shí)間里正好轉(zhuǎn)過(guò)45,則甲、乙兩物體的線(xiàn)速度之比為( )
A.1∶4 B.2∶3
C.4∶9 D.9∶16
解析 由題意知r甲=r乙,由ω=得==,由v=ωr得==,故選項(xiàng)B正確。
答案 B
9.(2018青島高一檢測(cè))某品牌電動(dòng)自行車(chē)的銘牌如下:
車(chē)型:20寸
(車(chē)輪直徑:508 mm)
電池規(guī)格:36 V,12 Ah
(蓄電量)
整車(chē)質(zhì)量:40 kg
額定轉(zhuǎn)速:210 r/min
外形尺寸:L1 800 mm
W650 mmH1 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(chē)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v==2πrn得v=23.1410-3 m/s=5.583 m/s=20 km/h。
答案 C
10.(2018南京高一檢測(cè))(多選)圖4甲為磁帶錄音機(jī)的磁帶盒,可簡(jiǎn)化為圖乙所示的傳動(dòng)模型,A、B為纏繞磁帶的兩個(gè)輪子,兩輪的半徑均為r,在放音結(jié)束時(shí),磁帶全部繞到了B輪上,磁帶的外緣半徑R=3r,現(xiàn)在進(jìn)行倒帶,使磁帶繞到A輪上。倒帶時(shí)A輪是主動(dòng)輪,其角速度是恒定的,B輪是從動(dòng)輪,則在倒帶的過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是( )
圖4
A.倒帶開(kāi)始時(shí)A、B兩輪的角速度之比為1∶3
B.倒帶結(jié)束時(shí)A、B兩輪的角速度之比為1∶3
C.倒帶過(guò)程中磁帶的運(yùn)動(dòng)速度變大
D.倒帶過(guò)程中磁帶的運(yùn)動(dòng)速度不變
解析 此問(wèn)題屬皮帶傳動(dòng)模型,= ,倒帶開(kāi)始時(shí)rA=rB,所以ωA∶ ωB=3∶ 1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;倒帶結(jié)束時(shí)rA′=3rB′,由=,所以ωA′∶ ωB′=1∶ 3,選項(xiàng)B正確;根據(jù)v=ωr可知,ω不變,r變大,倒帶過(guò)程中磁帶的運(yùn)動(dòng)速度變大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
答案 BC
11.(2018佛山高一檢測(cè))如圖5所示,小球A在光滑的半徑為R的圓形槽內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到圖中a點(diǎn)時(shí),在圓形槽中心O點(diǎn)正上方h處,有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平拋出,結(jié)果恰好在a點(diǎn)與A球相碰,求:
圖5
(1)B球拋出時(shí)的水平初速度;
(2)A球運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度最小值。
解析 (1)小球B做平拋運(yùn)動(dòng),其在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則R=v0t①
在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),則h=gt2②
由①②得v0==R。
(2)設(shè)相碰時(shí),A球轉(zhuǎn)了n圈,則A球的線(xiàn)速度vA===2πRn
當(dāng)n=1時(shí),其線(xiàn)速度有最小值,即vmin=2πR。
答案 (1)R (2)2πR
12.一半徑為R的雨傘繞柄以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),如圖6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,則此圓的半徑r為多少?
圖6
解析 水滴飛出的速度大小v=ωR,
水滴做平拋運(yùn)動(dòng),故:
豎直方向有h=gt2
水平方向有l(wèi)=vt
由題意畫(huà)出俯視圖,如圖所示。
由幾何關(guān)系知,水滴形成圓的半徑r=
聯(lián)立以上各式得r=R。
答案 R