第六章　作業(yè)10　圓周運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)問題和周期性問題-2025版高一物理必修二

作業(yè)10圓周運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)問題和周期性問題1~7題每題8分，共56分1.(2023·揭陽市高一期末)如圖所示，當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí)，扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則()A.ωP<ωQ，vP<vQ B.ωP<ωQ，vP=vQC.ωP=ωQ，vP<vQ D.ωP=ωQ，vP>vQ2.如圖所示的齒輪傳動(dòng)裝置中，主動(dòng)輪的齒數(shù)z1=24，從動(dòng)輪的齒數(shù)z2=8，當(dāng)主動(dòng)輪以角速度ω順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況是()A.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為2πB.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為2πC.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為6πD.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為6π3.(2024·無錫市高一期末)如圖所示，牛力齒輪翻車通過齒輪傳動(dòng)，將湖水翻入農(nóng)田。已知A、B齒輪嚙合且齒輪之間不打滑，B、C齒輪同軸，若A、B、C三齒輪半徑的大小關(guān)系為rA>rB>rC，則()A.A齒輪的角速度比C齒輪的角速度大B.A、B齒輪的角速度大小相等C.B、C齒輪邊緣的線速度大小相等D.A齒輪邊緣的線速度比C齒輪邊緣的線速度大4.如圖為某一皮帶傳動(dòng)裝置，主動(dòng)輪M的半徑為r1，從動(dòng)輪N的半徑為r2，已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是()A.從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.從動(dòng)輪的角速度為2πC.從動(dòng)輪邊緣線速度大小為r22D.從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為r2r5.如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(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()A.r3ω1C.r1ω16.如圖所示是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的牙盤(大齒輪)，Ⅱ是半徑為r2的飛輪(小齒輪)，Ⅲ是半徑為r3的后輪，若自行車前進(jìn)的速度為v，則牙盤的周期為()A.πr1rC.πr1r3r7.(多選)(2023·玉林市高一期中)如圖所示，修正帶是通過兩個(gè)齒輪的相互咬合進(jìn)行工作的，其原理可簡(jiǎn)化為圖中所示的模型。B、A是轉(zhuǎn)動(dòng)的大小齒輪邊緣的兩點(diǎn)，C是大輪上的一點(diǎn)。若大輪半徑是小輪半徑的兩倍，小輪中心到A點(diǎn)的距離和大輪中心到C點(diǎn)的距離相等，則A、B、C三點(diǎn)()A.線速度大小之比是2∶2∶1B.角速度之比是1∶1∶1C.轉(zhuǎn)速之比是2∶1∶1D.轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比是2∶1∶18、9題每題9分，10題15分，共33分8.(2023·南通市高一期中)無級(jí)變速是在變速范圍內(nèi)任意連續(xù)變換速度的變速系統(tǒng)。無級(jí)變速模型如圖所示，主動(dòng)輪M、從動(dòng)輪N中間有一滾輪，M的轉(zhuǎn)速一定，各輪間不打滑，通過滾輪位置改變實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。A、B為滾輪軸上的兩點(diǎn)，則()A.滾輪在A處，N的角速度大于M的角速度B.滾輪邊緣與M、N接觸點(diǎn)的線速度大小不相等C.滾輪在B處，N轉(zhuǎn)動(dòng)周期小于M轉(zhuǎn)動(dòng)周期D.滾輪從A到B，N的轉(zhuǎn)速先變小后變大9.(2023·瀘州市高一期末)我國物理學(xué)家葛正權(quán)曾參與研究共同設(shè)計(jì)了一個(gè)裝置，半徑為R的圓筒B可繞O軸以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。銀原子以一定速率從d點(diǎn)沿虛線經(jīng)狹縫c射入圓筒內(nèi)壁。某次實(shí)驗(yàn)有一個(gè)銀原子從d點(diǎn)發(fā)出，經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)aOcd恰好在一條直線上，圓筒內(nèi)壁上有一個(gè)點(diǎn)b，Oa與Ob的夾角θ=π3，如圖所示。該銀原子入射后恰好打到圓筒內(nèi)壁的bA.9ωRπ C.4ωRπ 10.(15分)如圖所示，半徑為R的圓盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在其正上方高h(yuǎn)處沿OB方向水平拋出一小球，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，要使球與盤只碰一次，且落點(diǎn)為B，B為圓盤邊緣上的點(diǎn)，求小球的初速度v的大小及圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω。(11分)11.(2024·浙江省高一期中)如圖所示，夜晚電風(fēng)扇在閃光燈下運(yùn)轉(zhuǎn)，閃光燈每秒閃60次，風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸O上裝有3個(gè)扇葉，它們互成120°角。當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察者感覺扇葉不動(dòng)，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速最小是()A.800r/min B.1000r/minC.1100r/min D.1200r/min

答案精析1.C[由于P、Q兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以P、Q兩點(diǎn)的角速度是相等的，即ωP=ωQ，同時(shí)由題圖可知Q點(diǎn)到螺母的距離比P點(diǎn)到螺母的距離大，根據(jù)v=ωr可知Q點(diǎn)的線速度大，即vP<vQ，故選C。]2.B[主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪邊緣的線速度大小相等，由齒數(shù)關(guān)系知，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)三周，則ω2=3ω，由ω=2πT知，T從=2π3ω，選項(xiàng)B正確，A、C3.D[根據(jù)題意可知，A、B齒輪嚙合且齒輪之間不打滑，則A、B齒輪邊緣的線速度大小相等，由v=ωr可知，由于rA>rB，則有ωA<ωB，由于B、C齒輪同軸，B、C齒輪的角速度大小相等，則有ωA<ωB=ωC，故A、B錯(cuò)誤；由于B、C齒輪同軸，B、C齒輪的角速度大小相等，由v=ωr可知，由于rB>rC，則有vB>vC，可得vA=vB>vC，故C錯(cuò)誤，D正確。]4.B[主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪靠皮帶的摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)，分析可知從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由于通過皮帶傳動(dòng)，皮帶與輪邊緣的線速度大小相等，根據(jù)v=n·2πr，得n2r2=n1r1，所以n2=r1n1r2，則從動(dòng)輪的角速度ω2=2πn2=2πr1n1r2，故B正確，D錯(cuò)誤；從動(dòng)輪邊緣線速度大小為v2=n2·2π5.C[由甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng)，相互之間不打滑，知三者邊緣線速度大小相等，其半徑分別r1、r2、r3，則ω1r1=ω2r2=ω3r3，解得ω3=r1ω1r6.B[由題意結(jié)合題圖可知，飛輪和后輪具有相同的角速度，后輪的線速度大小為v，可得飛輪的角速度為ω2=ω3=vr3，牙盤和飛輪靠鏈條傳動(dòng)，則牙盤和飛輪邊緣的線速度大小相等，則牙盤的角速度ω1=v1r1=v2r1=r2ω2r7.AC[B、A是轉(zhuǎn)動(dòng)的大小齒輪邊緣的兩點(diǎn)，可知vA=vB，根據(jù)v=ωr，rA=12rB，可得ωA=2ωB，由于B、C兩點(diǎn)都在大輪上，可知ωB=ωC，根據(jù)v=ωr，rB=2rC可得vB=2vC，則A、B、C三點(diǎn)線速度大小之比為vA∶vB∶vC=2∶2∶1，A、B、C三點(diǎn)角速度之比為ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)ω=2πn，可知A、B、C三點(diǎn)轉(zhuǎn)速之比為nA∶nB∶nC=ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1，C正確；根據(jù)T=2πω可知，A、B、C三點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比為TA∶TB∶TC=1∶2∶2，D8.A[由題意可知，ω=2πn和v=ωr，滾輪在A處時(shí)，因滾輪邊緣與從動(dòng)輪N和主動(dòng)輪M接觸點(diǎn)的線速度大小相等，主動(dòng)輪M的半徑大于從動(dòng)輪N的半徑，因此N的角速度大于M的角速度，A正確，B錯(cuò)誤；滾輪在B處，因滾輪邊緣與從動(dòng)輪N和主動(dòng)輪M接觸點(diǎn)的線速度大小相等，N轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大于M轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，由v=ωr可知，N轉(zhuǎn)動(dòng)角速度小于M轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，由T=2πω可知，N轉(zhuǎn)動(dòng)周期大于M轉(zhuǎn)動(dòng)周期，C錯(cuò)誤；由ω=2πn和v=ωr可得n=v2πr，因滾輪邊緣與從動(dòng)輪N和主動(dòng)輪M接觸點(diǎn)的線速度大小一直相等，滾輪從A到B，N的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑一直變大，則N9.B[銀原子從c點(diǎn)射入圓筒到打到圓筒內(nèi)壁所需要的時(shí)間為t=2Rv，根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知b點(diǎn)在該段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度滿足的關(guān)系為2kπ+π3=ωt(k=0，1，2，…)，聯(lián)立解得這個(gè)銀原子的速率為v=2ωR2kπ+π3(k=0，1，2，…)，把k=0，1，2，…代入解得v=10.Rg2?2nπg(shù)2解析設(shè)小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，此時(shí)間內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)過θ角，則R=vt，h=12gt故初速度大小v=Rgθ=n·2π(n=1，2，3…)又因?yàn)棣?ωt則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=n·2πt=2nπg(shù)2?(n=1，11.D[因?yàn)殡娚热~片有三個(gè)，相互夾角為120°，現(xiàn)在觀察者感覺扇葉不動(dòng)，說明在閃光時(shí)間里，扇葉轉(zhuǎn)過三分之一