2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-圆周运动传动问题专题

2𝐴𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐴𝐵𝐶𝐵𝐶𝐴2𝐴𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐴𝐵𝐶𝐵𝐶𝐴𝐶𝐴𝐵𝐶圆周运动传动问题专一、单选题

如所皮传装主轴 ′，设带打，2

上两半分为和r轮 上的半为r已知r，

：

𝐵

，： 

2

B.

𝐵

：

𝐶𝐵

，：v，：v

2

C.D.

：：，：v

2

如图所示是一个玩具陀螺ac是螺上的三个点当螺绕垂于地面的轴线以角速稳定旋转时，下列表述正确的是B.C.D.

，c三的线速度大小相等c的速度比，b的，b角速度比的，c三的角速度相等

共享单车是一种新型、便捷的公共交通方式．如图是某共享单车采用的无链传动系统，杜绝了统自行车“掉链子”问题．利用圆锥齿轴，将动力传至后轴，驱动后轮转动．在圆锥齿交的示意图中圆锥齿轮转轴上的点B、分别是圆锥齿轮边缘上的点A、点到各自圆锥齿轮中心轴的距离分别记和列说法正确的是

B与点的角速度关系

𝐵

𝐶B.

C与的线速度关𝐶

𝐵𝐴

𝐴C.

B与的角速度关𝐵𝐴𝐵

𝐴D.

A与点的向心加速度关𝐴𝐴

𝐶

自行车变速器的工作原理是依靠线绳拉动变速器，变速器通过改变链条的位置，使链条跳到不的齿轮上而改变速度自行车的部分构造如图所示，下列有关说法中不正确的第1页，共页

甲乙甲乙B.C.D.

自行车骑行时，后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等自行车拐弯时，前轮边缘与后轮边缘的线速度大小一定相等自行车上坡时，理论上采用中轴链轮最小挡，飞轮最大挡自行车骑行时，链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小相等

如图，质量相同的钢分放在的边缘A盘的半径之比为:、b分是与盘B盘轴的轮ab轮径之比为:当轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢受的向心力大之比为)

B.

1

C.

D.

如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无相对滑动甲圆盘与乙圆盘的半径之比为

，两圆盘和小物体AB之的动摩擦因数相同AB的质量分别为、，距点r，点r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加B.C.D.

A与都没有相对圆盘滑动时，角速度之∶A与都有相对圆盘滑动时，向心加速度之∶随转速慢慢增加A先始滑动随转速慢慢增加B先始滑动

如图所示为一皮带传动装置轮的半径为ra是边缘上的一点侧是一轮轴轮半径为4r，小轮的半径为r，在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则下列叙述正确的)

与d点线速度大小之比为1

B.

点与点角度大小相等点与c点的线速度大小比为：2点与点向加速度大小之比为：

C.D.

第2页，共页

𝐴𝐷𝐴𝐷𝑏2𝐴𝐷𝐴𝐷𝑏2𝜋𝑛

变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度图所示是某一变速自行车齿轮转动结构示意图中A轮有48齿，B轮42，C轮D轮12齿，则

该自行车可变换两种不同挡位

B.该自行车可变换三种不同挡位当与D轮合时，两轮的角度之:当与D轮合时，两轮边缘速度之二、多选题

C.D.

硬盘是电脑主要的存储媒介，信息以字节的形式存储在硬盘的磁道和扇区上，家用台式电脑上硬盘的磁道和扇区如图所示。若某台计算机上的硬盘共有个道即m个同半径的同心，每个磁道分成个区每扇区为圆，每个扇区可以记录b字节。磁头在读写数据时是不动的，电动机使𝑎磁盘匀速转动，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。不计磁头转移磁道的时间，磁未转移至最内道的情况下，计算机每秒可以从一个硬盘面上读取个节，则B.C.D.

磁头在内圈磁道与外圈磁道上相对磁道运动的线速度相同一个扇区通过磁头所用时间约为𝑚𝑛一个扇区通过磁头所用时间约为𝑛磁盘转动的角速度为𝑎𝑏多选某验大厅里科普器材中有如下图所示的传动装置大轮盘内嵌有个等大的小齿轮齿轮的齿很小大轮半径内径是齿轮半径的倍则当大齿轮顺时针匀速转动时下列说法正确的是B.C.D.

小齿轮逆时针匀速转动小齿轮的每个齿的线速度均相同小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍第3页，共页

𝐴𝐶𝐴𝐵𝐵𝐴𝐶𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶下有关运动的说法正确的)甲

乙

丙

丁B.C.D.

图甲A球水平面内做匀速周运动球角速度越大，则偏离竖直方向越大图乙质量为的球到达最高点时对管壁的压力大小为，则此时小球的速度大小√𝑟图丙皮带轮上b点的加速度小于点的加速度图丁用铁锤水平打击弹簧片后球比A球着地多选如甲示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等直约的应玻璃盘起电的其一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接如图乙所示玻盘𝑖的转速旋转主轮的半径约轮半径约，是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法是

P和正确的B.C.D.

P、Q的速度相同玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反P点线速度大小约摇把的转速约为𝑖机由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍，B、C为轮边缘上的点机器皮带轮半径的中点，皮带与两轮之间不发生相对滑动，则下列说法正确的B.

A，C线度大小之:1A，B速度大小之比

C.B，周之:A，向加速度大小之2下有关运动的说法正确的)

D.第4页，共页

B.C.D.

图甲A球水平面内做匀速周运动球角速度越大则偏离竖直方向角越小图乙质量为的球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg则此时小球的速度大小√𝑟图丙皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度图丙皮带轮上点线速度等于d点线速度第5页，共页

：：𝐴𝐵𝐶𝐴𝐵𝐴𝐴𝐶𝑎答案和解析1.

【答案C【解析】【分析】AB两共轴转动，角速度相等BC靠送带传动，线速度大小相等，得AB、C三的线速度大小和角速度大小之比。解决本题的关键知道共轴转动的点，角速度大小相等，靠传送带传动轮子边缘上点，线速度大相等，知道线速度、角速度的关系，并能灵活运用。【解答】AB共转动，角速度相等BC两点靠传送带传动，则线速度小相等，根知

𝐵𝐶𝐶

：，所以：

：：3。AB共转动，角速度相等：：

：，两的线速度大小相等，则：：故选。

：：2故ABD错误C正；2.

【答案D【解析】【分析】陀螺上三个点满足共轴的，角速度是相同的．所以当角速度一定时，线速度与半径成正比；因根据题目条件可知三点的线速度与半径成正比关系。在共轴条件下，只要知道半径关系，就可确定线速度关系。【解答】、、c三共轴，所以

𝑏𝑐

；A.

因为三点共轴，所以角速度相等b半径相等，线速度大小相等，大于半径，大于线速度，故A错；B.

因为三点共轴，所以角速度相等，根知a、两半径相同比c点，的速度比、的小故BC错；第6页，共页

𝐵𝐶𝐴𝐶𝐶．𝐵𝐶𝐴𝐶𝐶．𝐴𝐶，D

因为三点共轴，所以角速度相等，故正；故选D。3.

【答案【解析】【分析】齿轮传动的特点是齿轮接触点的线速度的大小相同，同轴传动的特点是角速度相同。结合向心速度与线速度、角速度的关系公式以及线速度与角速度的关系公式分析判断。解决传动类问题要分清是摩擦传包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相，及传角速度相同。【解答】A、由图可知与C点于齿轮传动，两点的速度是相等的，由

，则

𝐵

𝐶

；故A错；由可知A与B点属于同轴传动有相等的角速度

𝐵

𝐴

由所：

𝐵

⋅𝑣𝐵𝐴𝐵

⋅𝑣，：

𝐵𝐴

⋅𝑣𝐴

22𝐴𝐶𝐴

，所以𝐶𝐵

𝐶

，故正，错；故选：B。4.

【答案【解析】【分析】根据传动结构特点分析。解题的关键是分析是哪一种转动，根据圆周运动解题。【解答】A.B.

自行车骑行时，后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等，故A正确；自行车拐弯时，自行车拐弯时，前后轮运动的路程不相同，则前后轮边缘的线速度大小不一定等，错误；C

自行车上坡时，理论上采用中轴链轮最小挡，飞轮最大挡，线速度最小，最省力，故C正确；D

自行车骑行时，链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘属于链条传动，故线速度大小相等，故D正确。本题选不正确的，故选B。第7页，共页

222𝑎𝑏2212121，故2222𝑎𝑏2212121，故2225.【答案D【解析】【分析】皮带传送，边缘上的点线速度大小相共的点，角速度相等，再根据向心加速

2

分．解决本题关键掌握皮带传送时，两轮边缘上的各点线速度大小相共的各点角速度相等，并掌握向心加速度的公式．【解析】皮带传动中，边缘上的点线速度大小相等，所

𝑏

，a轮半径之比为∶2，所以，轴上点的角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮的角速度相等，则，据向心加速度，因

2

，根据，， ∶，D正，A、、误．故选D。6.

【答案D【解析】【分析】抓住两圆盘边缘的线速度大小相等，结合圆盘的半径关系得出两圆盘的角速度之比，从而根据心加速度公式求出向心加速度之比；抓住最大静摩擦提供向心力求出发生滑动时的临界角速度，结合甲的角速度进行分析判断。解决本题的关键是要知道靠摩擦传动轮子边缘上的各点线速度大小相等，掌握向心加速度和角度的关系公式和离心运动的条件。【解答】A甲乙两轮子缘上的各点线速度大小相等

⋅3⋅𝑟则甲乙两轮的角速度之比为

：：，以物块相对盘开始滑动前A与的速度之比为：，A错误；2B块相对盘开始滑动前据

2

与B的心加速度之比为

2

⋅2：2

2

2，故B误；第8页，共页

22𝑑𝑑𝐴𝐴𝐷𝐴𝐷22𝑑𝑑𝐴𝐴𝐷𝐴𝐷𝐷𝐴CD根知临界角√，知两物体的临界角速度之比；知当转速增加时，B达到临界角速度，所以先始滑动．故D正确C错。故选D。7.

【答案【解析解ac两靠传送带传动，带不打滑，线速度大小相等、点共轴转动，角速度相等据知线速度等于c的速度的倍以d线速度等于a线速度的2倍正确，C错；B、bc两的角速度相等、c两的线速度相等，根知因为c的径不等，则ac的角速度不等，所以a、b点的角速度不等，故B错；D、据知因为：故选：A。

：2，且：

：4，得，a、d的速度之比为：，故D错。共轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的各点线速度大小相等，根，

2

𝑣分析各点线速度、角速度和向心加速度的大小关系。解决该题的关键要明确同轴转动的各点角相等，同缘传动的各点线速度大小相等，运用控制变法求解。8.

【答案C【解析】【分析】解决本题的关键知道靠传送带传动，两轮边缘的线速度大小相等，知道线速度、角速度的大小系。【解答】AB轮过链条分别与CD连，自行车可有两种速度轮别与D连，又可有两种速度，所以该车可变换4种位。故错误；C、缘传动边缘点线速度相等，链条上孔的间隔不变即齿间距都相等，所以前齿轮的齿数与转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与转动圈数的乘积，当A组时，得

⋅

2𝜋2𝜋

，解得：：：

：：，故确，错。第9页，共页

2𝜋𝑏2𝜋2𝜋𝑛2𝜋𝑏2𝜋2𝜋𝑛2故选。9.

【答案【解析】【分析】本题考查同轴传动问题，以及线速度、角速度等问题，基础题。同轴传动，角速度相等，根比线速度大小，根题意，联立可得磁盘转动的角速度，根据每个扇区可以记录字节算机每秒可以从一个硬盘面上读取字节求一个扇区通过磁头所用的时间。【解答】A.

磁头在内圈磁道与外圈磁道为同轴传动，角速相，由于外轨道的转动半径大于内轨道的转动半径，根据，线速度不相同，故错；每扇区可以记个节，计算机每秒可以从一个硬盘面上读取n字节，故一个扇区通过磁头所用的时间约为，C正B错；𝑛D

每个磁道分成扇每扇区为圆，个扇区可以记录字节，计算机每秒可以从一个硬盘面上𝑎读取字节，转一圈的时间故选。10.【答案

𝑎𝑏𝑛

，已知，得磁盘转动的角速度为，故D正确。𝑎𝑏【解析】【分析】解决本题的关键知道线速度角度向加速度与半径的关系知道大齿轮和小齿轮的线速度大相等，难度适中。大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，根判角度的关系，根𝑎判向心加速度的关系。【解答】A.B.

小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，所以小齿轮是顺时针匀速转动，故A错误；大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，小齿轮的每个齿的线速度方向不同，故B错；第10页，共13页

22222222222222C

根𝑟可线速度相等大轮半径内径是小齿半径的3倍时小轮的角速度是大齿轮角速度的，故正确；D

根，大齿轮半径内径是齿轮半径的3倍可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍故D正。故选。11.

【答案【解析】【分析】图甲中小球靠重力和拉力的合力提供向心力合顿第二定律求出角速度的表达式而析断图B中球最高点靠重力和弹力合力提供向心力牛顿第二定律求出最高点的速度丙住bc的速度相等，根据得加速度之比，抓住、c的速度相等，根据得加速度之比从而比较、b加速度大小．图丁中，由于平抛运动在竖直方向上做自落体运动，则两球同时落地．AB选中，关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．对选项，关键知道共轴转动，角速度相等，靠传送带传动，轮子边缘上的点线速度大小相等．【解答】A.

图甲A球水平面做匀速圆周运动，靠重力和拉力的合力提供向心力，有⋅𝑖，得√𝑐𝑜

，知角速度越大，偏离竖直方向角越大，A正;B.

图乙质量为m的球到达最高时对管壁的压力大小为根牛顿第二定得

解得√2√𝑟，;C的速度相等，根知bc的速度之比为2ac的线速度相等，根知ac的速度之比为2，可知b点加度小于a点加速度正确D

平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，可知A、B两球同时着地，D错．故选ABC12.

【答案BC【解析】第11页，共13页

𝑧𝑧𝑧𝑟1𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶𝐶𝐵𝐶𝐵𝐶𝑧𝑧𝑧𝑟1𝐴𝐵𝐵𝐶𝐴𝐶𝐶𝐵𝐶𝐵𝐶2𝐴𝐶𝐴𝐶𝐴𝐶【分析】轮上PQ两的线速大小相同但方向沿曲线的切线方向方向一定不同从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，与主动轮转动方向相反。结合线速·，速度即求解。【解答】A.B.

由于线速度的方向沿曲线的切线方向，由图可知P、Q两的速度的方向一定不同故A错；若主动轮做顺时针转动从动轮过皮带的摩擦力带动转动所以从动轮逆时针转动所以玻璃盘转动方向与摇把转动方向相反，故B正；C

玻璃盘的直径是转速是𝑖，以线速

60

𝜋𝑠，C正确；D

从动轮边缘的线速度

·𝑟

60

𝑠

，由于主动轮的边缘各点的线速度与从动轮边缘各点的线速度的大小相等，

，所以主动轮的转速𝑧

𝑣𝑧

15

，错。13.

【答案BC【解析】【分析】传动装置，在传动过程中不打滑，则有：共轴的角速度是相同同传动装置接触边缘的线速度大小是相等的所当角速度一定时线速与半径成正当速度大小一定时速度与半径成反.因根据题目条件可以知道加速度及角速度关系．【解答】B.因