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教材习题点拨
教材问题全解
“思考与讨论1”
后轮上各点运动得更快些。
“思考与讨论2”
砂粒随轮转动,因为共轴各点角速度相同,而各砂粒到转轴的距离不同,所以由v=ωr可知,砂轮上各点砂粒的线速度不同。
教材习题全解
1.角速度都是7.27×10-5 rad/s,线速度分别为4.65×102m/s、3.56×102m/s
点拨:明确各点做圆周运动时,其圆心的位置、半径的大小,是正确解答本题的关键。不要错误地认为B点的轨道半径也是R。
如图所示,地球上各点都绕地轴做匀速圆周运动,每24小时转一周,故角速度都相等。ω==rad/s=7.27×10-5rad/s。
各点在做圆周运动时,其轨道平面与地轴垂直,交点即为圆心。B点做圆周运动的圆心为O′,其半径为r,则r=Rcos 40°
所以,赤道上物体的线速度:v1=ωR=7.27×10-5×6.4×106m/s=4.65×102m/s
位于北京的物体的线速度:v2=ωr=7.27×10-5×6.4×106·cos 40°m/s=3.56×102 m/s。
2.(1)12∶1 (2)14.4∶1
点拨:分针的周期为T1=1h,时针的周期为T2=12h。(1)分针与时针的角速度之比为ω1∶ω2=T2∶T1=12∶1。(2)分针针尖与时针针尖的线速度之比为v1∶v2=ω1r1∶ω2r2=14.4∶1。
3.见点拨
点拨:如图所示,(1)因为两轮之间不打滑,故在相等时间内A、B转过的弧长相等,即有vA=vB。又RA=2RB,所以ωA∶ωB=∶=1∶2,即v相等时,ω跟r成反比。(2)在大轮上,A、C绕共同圆心转动,转一周所用时间相等,因而ωA=ωC。又因为RA=2RC,所以vA∶vC=ωARA∶ωCRC=2∶1,即ω相等时,v与r成正比。
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(3)由题可知rC=rB。则vC∶vB=ωCrC∶ωBrB=ωC∶ωB,又因为ωC=ωA,ωA∶ωB=1∶2,所以vC∶vB=ωA∶ωB=1∶2,即r相等时,v跟ω成正比。
4.见点拨
点拨:由于车轮与地面不打滑,车轮相对轮轴的线速度大小等于自行车前进的速度。
设大小齿轮的半径分别为r1和r2,车轮的半径为R,大、小齿轮的线速度大小相等,则r1ω1=r2ω2。其中ω1=,又知小齿轮与车轮的角速度大小相等,则有:车轮的速度v=Rω2==,在图中用字母标注略。即还需测量大、小齿轮和车轮的半径。第2问可根据实测情况,计算对比一下。
5.见点拨
点拨:(1)由题意知,磁盘转速n=7 200 r/min=120 r/s,每转一圈用时:t=8.33×10-3s,故每一扇区通过磁头用时:Δt==1.0×10-6s。
(2)每秒钟读取的字节:n==5.12×108(个)。
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