课后限时集训(十二)圆周运动
(建议用时:40分钟)
[基础对点练]
题组一:匀速圆周运动的描述
1.下列关于匀速圆周运动中向心加速度的说法正确的是 ( )
A.向心加速度表示速率改变的快慢
B.向心加速度表示角速度变化的快慢
C.向心加速度描述线速度方向变化的快慢
D.匀速圆周运动的向心加速度不变
C [匀速圆周运动中速率不变,向心加速度只改变线速度的方向,显然A错误;匀速圆周运动的角速度是不变的,所以B错误;匀速圆周运动中速度的变化只表现为速度方向的变化,作为反映速度变化快慢的物理量,向心加速度只描述速度方向变化的快慢,所以C正确;匀速圆周运动的向心加速度的方向是变化的,所以D错误。]
2.(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3∶1,线速度之比为2∶3,那么下列说法中正确的是( )
A.它们的半径之比为2∶9
B.它们的半径之比为1∶2
C.它们的周期之比为2∶3
D.它们的周期之比为1∶3
AD [由v=ωr,得r=,故r甲∶r乙=(v甲ω乙)∶(v乙ω甲)=2∶9,A正确,B错误;由T=,得T甲∶T乙=∶=1∶3,C错误,D正确。]
3.(多选)如图所示为某一皮带传动装置。M是主动轮,其半径为r1,M′半径也为r1,M′和N在同一轴上,N和N′的半径都为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。则下列说法正确的是( )
A.N′轮做的是逆时针转动
B.N′轮做的是顺时针转动
C.N′轮的转速为n
D.N′轮的转速为n
BC [根据皮带传动关系可以看出,N轮和M轮转动方向相反,N′轮和N轮的转动方向相反,因此N′轮的转动方向为顺时针,A错误,B正确。皮带与轮边缘接触处的速度相等,所以2πnr1=2πn2r2,得N(或M′)轮的转速为n2=,同理2πn2r1=2πn′2r2,得N′轮转速n′2=n,C正确,D错误。]
4.如图所示为自行车的传动装置示意图,已知链轮的半径r1=10 cm,飞轮的半径r2=5 cm,后轮的半径r3=30 cm,A、B、C(图中未画出)分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点。若脚蹬匀速转动一圈所需要的时间为1 s,则在自行车匀速前进的过程中,下列说法正确的是( )
A.链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为2∶1∶1
B.A、B、C三点的线速度大小之比为2∶1∶6
C.A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶6
D.自行车前进的速度大小约为13.6 km/h
D [由于链轮与飞轮用链条传动,故其边缘上点的线速度大小相等,而飞轮与后轮是同轴传动,故其边缘上点的角速度大小相等。由于ω1r1=ω2r2,故链轮与飞轮的角速度之比为ω1∶ω2=1∶2,而ω2∶ω3=1∶1,故ω1∶ω2∶ω3=1∶2∶2,选项A错误;由题意可知,A点与B点的线速度大小之比为v1∶v2=1∶1,由于飞轮与后轮的角速度大小相等,故有=,解得=,所以A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶6,选项B错误;向心加速度大小a=ω2r=ωv,故A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶12,选项C错误;脚蹬匀速转一圈,后轮要转两圈,由v=可得v=≈13.6 km/h,选项D正确。]