匀速圆周运动_章节学习

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题型：简答题

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简答题

为测量小电动机正常工作（匀速转动）时的角速度，采用了如图甲所示的实验装置：半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，可在电动机的带动下随电动机转动．在圆形卡纸旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．

（1）请将下列实验步骤按先后排序______．

A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触

B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来

C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来

D．关闭电火花计时器和电动机，研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值．

（2）要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是______．

A．秒表　　　B．毫米刻度尺　　　C．圆规　　　　D．量角器

（3）写出角速度ω的表达式：______．

（4）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果______有、无）影响．

正确答案

解：（1）、首先要检查实验装置的性能，保证卡纸和计时器接触良好；启动电机，让卡纸转动起来；打开计时器开关，开始计时；最后关闭电源，整理设备，记录并处理数据．

故答案为ACBD．

（2）、在求一个物体的转动角速度是，不但要知道转动的时间，还要知道在该时间内转过的角度．所以要用量角器测量角度．

故答案为D．

（3）、从圆片上找出清晰的n个间隔，用量角器测量出这n个间隔的角度θ，转过角度θ所用的时间为nt，由角速度的定义可得：ω=．

故答案为ω=．

（4）卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，不影响我们对转过的角度的测量，所以对测量结果无影响．

故答案为无．

解析

解：（1）、首先要检查实验装置的性能，保证卡纸和计时器接触良好；启动电机，让卡纸转动起来；打开计时器开关，开始计时；最后关闭电源，整理设备，记录并处理数据．

故答案为ACBD．

（2）、在求一个物体的转动角速度是，不但要知道转动的时间，还要知道在该时间内转过的角度．所以要用量角器测量角度．

故答案为D．

（3）、从圆片上找出清晰的n个间隔，用量角器测量出这n个间隔的角度θ，转过角度θ所用的时间为nt，由角速度的定义可得：ω=．

故答案为ω=．

（4）卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，不影响我们对转过的角度的测量，所以对测量结果无影响．

故答案为无．

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题型：多选题

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多选题

对于做匀速圆周运动的物体发生变化的物理量是（　　）

A线速度

B周期

C向心加速度

D向心力

正确答案

A,C,D

解析

解：A、匀速圆周运动速度大小不变，方向改变．故A正确．

B、角速度是大小与方向均不变，根据T=，则周期也不变．故B错误．

C、加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的．故C正确．

D、向心力的方向始终指向圆心，是变化的，故D正确．

故选：ACD．

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•重庆校级期中）如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，管长为L=24m，M、N为空管的上、下两端，空管受到竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做匀加速运动，加速度a=2m/s2，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度v0竖直上抛，不计一切阻力，取g=10m/s2．求：

（1）若小球上抛的初速度为v0=10m/s，小球竖直上升的最大高度是多少

（2）在满足（1）条件时，小球从抛出开始经过多长时间从管的N端穿出

（3）若此空管的N端距离地H=64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度v0大小的范围．

正确答案

解：（1）由速度与位移公式可知，；

小球上升的最大高度：

h==5m，

（2）以向下方向为正方向．

对空管，a=2m/s2

设经t时间，小球从N端穿出，小球下落的高度：

h1=v0t+gt2

空管下落的高度：

h2=at2；

则，h1-h2=L

联立得：

-v0t+gt2-at2=L

代入数据解得：t=4s，t=-1.5s（舍）

故小球经过4s时间从管内穿出；

（3）设空管经时间t′到达地面，

由H=at′2，可得：t′===8s，

小球下落高度：h=v0t′-a′t′2，

小球落入管内的条件是：64m≤h≤88m，

解得：29m/s≤v0≤32m/s；

答：（1）若小球上抛的初速度为v0=10m/s，小球竖直上升的最大高度是5m；

（2）在满足（1）条件时，小球从抛出开始经过4s时间从管的N端穿出；

（3）若此空管的N端距离地面高64m，欲使在空管到达地面时小球必须落在管内，在其他条件不变的前提下，小球初速度v0的范围是：29m/s≤v0≤32m/s．

解析

解：（1）由速度与位移公式可知，；

小球上升的最大高度：

h==5m，

（2）以向下方向为正方向．

对空管，a=2m/s2

设经t时间，小球从N端穿出，小球下落的高度：

h1=v0t+gt2

空管下落的高度：

h2=at2；

则，h1-h2=L

联立得：

-v0t+gt2-at2=L

代入数据解得：t=4s，t=-1.5s（舍）

故小球经过4s时间从管内穿出；

（3）设空管经时间t′到达地面，

由H=at′2，可得：t′===8s，

小球下落高度：h=v0t′-a′t′2，

小球落入管内的条件是：64m≤h≤88m，

解得：29m/s≤v0≤32m/s；

答：（1）若小球上抛的初速度为v0=10m/s，小球竖直上升的最大高度是5m；

（2）在满足（1）条件时，小球从抛出开始经过4s时间从管的N端穿出；

（3）若此空管的N端距离地面高64m，欲使在空管到达地面时小球必须落在管内，在其他条件不变的前提下，小球初速度v0的范围是：29m/s≤v0≤32m/s．

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题型：多选题

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多选题

如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的（　　）

A速度

B角速度

C加速度

D机械能

正确答案

C,D

解析

解：A、根据动能定理得：mgL=mv2，解得：v=，因为L不等．所以速度不等，故A错误；

B、根据a=，解得：a=2g，所以两球加速度相等，又a=Lω2，所以角速度不等，故B错误，C正确；

D、两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，但由于不知道两小球得质量关系，所以不能判断初始位置的机械能是否相等，所以在最低点，两球的机械能不一定相等，故D错误；

故选：C

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题型：简答题

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简答题

如图所示，我国物理学家葛正权于1934年测定了铋蒸汽分子的速率，实验装置的主要部分如图所示，Q是蒸汽源，E是一个可绕中心轴（垂直于图平面）转动的空心圆筒，S1、S2、S3是平行的窄缝，整个装置放在真空中，若E不动，分子落在圆筒P处，当圆筒以角速度ω转动时，分子落在圆筒P′处，量得PP′弧长等于x，E的直径为D，已知分子从Q飞到P′所需时间比圆筒转动周期小，则这部分分子的速率是多少？

正确答案

解：圆筒运动的线速度为：v=ωr=ω，

则圆筒转动的时间为：t=，

分子做匀速直线运动，且分子从Q飞到P′所需时间比圆筒转动周期小，则这部分分子的速率为：=

答：这部分分子的速率是．

解析

解：圆筒运动的线速度为：v=ωr=ω，

则圆筒转动的时间为：t=，

分子做匀速直线运动，且分子从Q飞到P′所需时间比圆筒转动周期小，则这部分分子的速率为：=

答：这部分分子的速率是．

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