2023届高三物理复习重难点突破专题26圆周运动的运动学分析(原卷版)
一、选择题(每题5分,共20分)
1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()
A.速度大小不变,方向时刻改变
B.加速度大小不变,方向始终指向圆心
C.向心力大小不变,方向始终指向圆心
D.角速度大小不变,方向始终垂直于圆平面
2.在匀速圆周运动中,下列哪个物理量是恒定的()
A.线速度
B.向心加速度
C.向心力
D.角速度
3.关于匀速圆周运动的向心加速度,下列说法正确的是()
A.向心加速度的大小与半径成正比
B.向心加速度的大小与线速度成正比
C.向心加速度的方向始终指向圆心
D.向心加速度的大小与角速度成正比
4.在匀速圆周运动中,下列哪个物理量与半径成正比()
A.线速度
B.向心加速度
C.向心力
D.角速度
5.关于匀速圆周运动的周期,下列说法正确的是()
A.周期与半径成正比
B.周期与线速度成正比
C.周期与角速度成正比
D.周期与向心加速度成正比
二、填空题(每题5分,共20分)
1.在匀速圆周运动中,线速度的大小为________,方向为________。
2.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小为________,方向为________。
3.在匀速圆周运动中,向心力的大小为________,方向为________。
4.在匀速圆周运动中,角速度的大小为________,方向为________。
5.在匀速圆周运动中,周期的大小为________,与________成反比。
三、计算题(每题10分,共30分)
1.一个物体做匀速圆周运动,半径为0.5m,周期为2s,求该物体的线速度和向心加速度。
2.一个物体做匀速圆周运动,线速度为2m/s,半径为0.3m,求该物体的向心加速度和周期。
3.一个物体做匀速圆周运动,向心加速度为4m/s2,半径为0.2m,求该物体的线速度和周期。
四、实验题(每题10分,共20分)
1.设计一个实验方案,测量一个做匀速圆周运动的物体的线速度和向心加速度。
2.设计一个实验方案,测量一个做匀速圆周运动的物体的周期和半径。
五、分析题(每题10分,共20分)
1.分析匀速圆周运动中,线速度、向心加速度、向心力和角速度之间的关系。
2.分析匀速圆周运动中,周期、半径、线速度和角速度之间的关系。
六、综合题(每题20分,共20分)
1.一个物体做匀速圆周运动,已知线速度为3m/s,半径为0.4m,求该物体的向心加速度、周期和角速度。并分析这些物理量之间的关系。
一、选择题
1.B
2.D
3.C
4.B
5.C
二、填空题
1.线速度的大小为v=ωr,方向为切线方向。
2.向心加速度的大小为a=ω2r,方向为指向圆心。
3.向心力的大小为F=mω2r,方向为指向圆心。
4.角速度的大小为ω=v/r,方向为垂直于圆平面。
5.周期的大小为T=2πr/v,与半径成正比,与线速度成反比。
三、计算题
1.线速度v=2πr/T=2π0.5/2=πm/s
向心加速度a=v2/r=π2/0.5=2π2m/s2
2.向心加速度a=v2/r=22/0.3=40/3m/s2
周期T=2πr/v=2π0.3/2=0.3πs
3.线速度v=√(ar)=√(40.2)=2m/s
周期T=2πr/v=2π0.2/2=0.2πs
四、实验题
1.实验方案:使用光电门传感器测量物体的线速度,使用加速度传感器测量物体的向心加速度。
2.实验方案:使用光电门传感器测量物体的周期,使用刻度尺测量物体的半径。
五、分析题
1.线速度v与半径r成正比,与角速度ω成正比;
向心加速度a与半径r成正比,与线速度v的平方成正比,与角速度ω的平方成正比;
向心力F与半径r成正比,与线速度v的平方成正比,与角速度ω的平方成正比;
角速度ω与线速度v成正比,与半径r成反比。
2.周期T与半径r成正比,与线速度v成反比,与角速度ω成反比。
六、综合题
1.向心加速度a=v2/r=32/0.4=22.5m/s2
周期T=2πr/v=2π0.4/3=0.6πs
角速度ω=v/r=3/0.4=7.5rad/s
这些物理量之间的关系:线速度与半径成正比,与角速度成正比;向心加速度与半径成正比,与线速度的平