【例1】关于匀速圆周运动的说法,正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是匀变速运动
C.匀速圆周运动是加速度不变的运动
D.匀速圆周运动是加速度不断改变的运动
【思路分析】本题考查对匀速圆周运动概念的理解程度,这里的"匀速",既不是"匀速度",也不是"匀变速",而是速率不变.实际上匀速圆周运动是一种速度大小不变、方向时刻改变、加速度时刻改变的变加速运动.
【答案】D
【类题总结】圆周运动是物体沿着圆周的运动,并且线速度大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动.
匀速周运动的线速度方向时刻变化,是变速运动.
【例2】如图5-5-1所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动,A、B两轮用皮带传动,三轮半径关系为r_A=r_C=2r_B,若皮带不打滑,求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.
【思路分析】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点的线速度大小相等,都等于皮带上点的运动速度,在图中v_a=v_b.
【答案】A、B两轮通过皮带传动,皮带不打滑,A、B两轮边缘上点的线速度大小相等,即v_a=v_b,故v_a:v_b=1:1.
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ω_b:ω_c=1:1.
因为ω=v/r ,v_a=v_b ,r_A=2r_B,所以ω_a:ω_b=r_B:r_A=1:2
又因为v=rω,ω_b=ω_c,r_C=2r_B,所以v_b:v_c=r_B:r_C=1:2
综合可知:ω_a:ω_b:ω_c=1:2:2,v_a:v_b:v_c=1:1:2.
【类题总结】在讨论转动问题时,若两点线速度大小相等,用ω=v/r讨论ω随r的变化方便;若两点角速度相等时,用v=ωr讨论v 随r的变化方便。
【例3】如图5-5-4所示,直径为d的纸筒以角速度ω绕轴心O匀速转动,一子弹沿直径射入纸筒,若纸筒旋转不到半周时,子弹在纸筒上先后留下a、b两个弹孔,且∠aOb=θ,则子弹的速度为 .
【思路分析】此题所述的是测子弹速度的一种方法,关键要理解两弹孔相对位置之间的关系,子弹沿直线运动,在子弹穿过直径的过程中,纸筒转过π-θ,子弹穿过纸筒的时间为t=(π- θ)/ ω,故子弹的速度v=d/t=ωd/(π-θ)
【答案】:ωd/(π-θ)
【类题总结】在解题时应注意多解的可能性,如本题中,若不加"纸筒旋转不到半周"的条件,则子弹穿过纸筒过程中,纸筒有可能已转过了2πn+π-θ角,t=[(2n+1)π-θ]/ω
(n=0,1,2...)成为多解情况. 1(1)质点做匀速圆周运动,则( )
A.在任何相等时间里,质点的位移都相同
B.在任何相等的时间里,质点通过的路程都相等
C.在任何相等的时间里,质点运动的平均速度都相同
D.在任何相等的时间里,连接质点和圆心的半径转过的角度都相等
1(2)下列说法正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体没有加速度
B.做匀速圆周运动的物体所受合外力为零
C.做匀速圆周运动的物体速度大小是不变的
D.做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
2(1)如图5-5-2所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘的上一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在转动过程中,皮速不打滑,则( )
A.a点与b点的线速度大小相等
B. a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的线速度大小相等
D. a点与d点的线速度大小相等
2(2)如图5-5-3所示,在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A、B两点,过A、B的半径与竖直轴的夹角分别为30°,60°则A、B两点的线速度之比为 。
3.如图5-5-5所示,半径为R的水平圆板正在以中心O为轴匀速转动,从圆板中心O点正上方高h处水平抛出一球,此时半径OB恰好与初速方向一致,要使球正好落在B点,求小球的初速度v_o和圆板转动的角速度ω。
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