关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2024 年高考一轮复习100 考点100 讲
第5 章 圆周运动
第5.2 讲 转动和传动
【知识点精讲】
常见的传动方式及特点
(1)皮带传动：如图1 甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB.
图1
(2)摩擦传动和齿轮传动：如图2 甲、乙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小
相等，即vA＝vB.
图2
(3)同轴转动：如图3 甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr 知v 与r 成正
比．
图3
【方法归纳】
1.由于皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，由v＝ωr 可知角速度与半径成反比；
由a＝可知向心加速度与半径成反比。
2. 摩擦传动和齿轮传动，两轮边缘线速度大小相等，由v＝ωr 可知角速度与半径成反比，与齿轮齿数
成反比；由a＝可知向心加速度与半径成反比，，与齿轮齿数成反比。
3. 同轴转动，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，由v＝ωr 可知线速度与半径成正比；由公式a＝
ω2r 知，向心加速度与半径成正比。
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【最新高考题精练】
1. （2021 年高考广东学业水平选择性测试）由于高度限制，车库出入口采用图2 所示的曲杆道闸，
道闸由转动杆OP 与横杆PQ 链接而成，P、Q 为横杆的两个端点．在道闸抬起过程中，杆PQ 始终保持
水平．杆OP 绕O 点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是
A. P 点的线速度大小不变
B. P 点的加速度方向不变
C. Q 点在竖直方向做匀速运动
D. Q 点在水平方向做匀速运动
【参考答案】A
【名师解析】杆OP 绕O 点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中， P 点的线速度大小不变 ， P
点的加速度方向始终指向O 点，方向变化，选项A 正确B 错误；P 点绕O 点做匀速圆周运动，Q 点绕P 做
圆周运动，所以Q 点在竖直方向和水平方向都不是做匀速运动 ，选项CD 错误。
2. （2021 高考全国甲卷）“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细
绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速
可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm 处的点向心加速度大小约为
A.10m/s2 B. 100m/s2 C.1000m/s2 D.10000m/s2
【参考答案】C
【名师解析】根据纽扣绕其中心的转速可达50r/s，可知角速度ω=2π×50rad/s=100πrad/s，此时纽扣上距离
中心1cm 处的点向心加速度大小约为a=ω2r=（100π）2×0.01m/s2=1000m/s2，选项C 正确。
3.（2005·上海物理）一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为
2mm 的均匀狭缝．将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘
的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆
盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其
外力
外力
z
z
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
输入计算机，经处理后画出相应图线．图(a)为该装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时
间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt1=1．0×10-
3s，Δt2=0.8×10-3s．
(1)利用图(b)中的数据求1s 时圆盘转动的角速度；
(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；
(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度Δt3．
解析： (1)由图线读得，转盘的转动周期T＝0.8s
①
角速度
②
(2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动(理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号
能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器
和探测器沿半径由中心向边缘移动)．
(3)设狭缝宽度为d，探测器接收到第i 个脉冲时距转轴的距离为r1，第i 个脉冲的宽度为△ti，
激光器和探测器沿半径的运动速度为v．
③
r3－r2＝r2－r1＝vT
④
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
r2－r1＝
⑤
r3－r2＝
⑥
由④、⑤、⑥式解得：
【最新模拟题精练】
1. （2023 福建漳州三模） 如图为明代出版的《天工开物》中记录的“牛转翻车”，该设备利用畜力转
动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。图中a、b 分别为两个齿轮边缘上的点，齿轮半
径之比为
；a、c 在同一齿轮上且a、c 到转轴的距离之比为
，则在齿轮转动过程中
（ ）
A. a、b 的角速度相等
B. b 的线速度比c 的线速度小
C. b、c 的周期之比为3∶4
D. a、b 的向心加速度大小之比为4∶3
【参考答案】C
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【名师解析】
由题图可知a，b 分别为两个齿轮边缘上的点，线速度大小相等，即
，根据
可知半径不同，
故角速度不相等，故A 错误：a 点和c 点在同一齿轮，角速度相等，即
，因a、c 两点到转轴的距
离之比
，由
得
又
，则
，故B 错误；
由
得，b，c 的周期之比为
，故C 正确；
由
得，a，b 的向心加速度大小之比为
，故D 错误。
2. （2023 浙江名校联盟联考）野外骑行在近几年越来越流行，越来越受到人们的青睐，对于自行车的要
求也在不断的提高，很多都是可变速的。不管如何变化，自行车装置和运动原理都离不开圆周运动。下面
结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是（ ）
甲
乙
丙
A.若图乙的自行车在匀速骑行，前轮边缘处A，B，C，D 四个点的线速度相同
B.大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示，则大齿轮转1 圈，小齿轮转3 圈
C.图乙中大齿轮边缘处E 点和小齿轮边缘处F 点角速度相同
D.在大齿轮处的角速度不变的前提下，增加小齿轮的齿数，自行车的速度将变大
【参考答案】B
【名师解析】若图乙的自行车在匀速骑行，前轮边缘处A，B，C，D 四个点相对于转轴的线速度大小相同，
而相对于地面的线速度不同，A 错误；大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示，则大齿轮转1 圈，根据转速关
系可知小齿轮转3 圈，B 正确；图乙中大齿轮边缘处E 点和小齿轮边缘处F 点的线速度大小相等，角速度
不相同，C 错误；在大齿轮处的角速度不变的前提下，减小小齿轮的齿数，自行车的速度将变大，D 错误。
3．（2023 广东广州名校联考）两级皮带传动装置如图所示，中间两个轮子2、3 是固定在一起的，转动时
皮带均不打滑，轮1 半径与轮2 半径之比为
，轮3 的半径和轮4 的半径相同，轮1 与轮3 的半径比为
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
，则轮4 边缘的c 点和轮1 边缘的a 点相比，下列关系正确的是（ ）
A．线速度大小之比为
B．角速度之比为
C．转速之比为
D．向心加速度之比为
【参考答案】．ACD
【名师解析】 依题意知，轮1 与轮3 皮带传动，则线速度之比为
，轮3 与轮2 同轴转动，角速度相同，则
，根据
，可知轮1 与轮3 角速度之比为
，即轮1 与轮2 角速度之比为
，轮1 与轮2 线速度之比为
，
因为轮2 与轮4 皮带传动，则轮2 与轮4 的线速度相同，则轮4 边缘的c 点和轮1 边缘的a 点线速度大小之比为
，A 正确；．根据
，知轮2 与轮4 的角速度之比为
，则可知轮4 边缘的c 点和轮1 边缘的a
点线速度大小之比为
，B 错误；根据
可得，轮4 边缘的c 点和轮1 边缘的a 点相比转速之比为
，C 正确；根据
，知，轮4 边缘的c 点和轮1 边缘的a 点相比向心加速度之比为
，
D 正确。故选ACD。
4.（2023 湖南怀化高一期中）5．在如图所示的装置中， 甲、乙同轴传动，乙、丙皮带传动，A、B、C 分
别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是 R 甲 、 R 乙 和 R 丙 ，且 R 甲 = 2R 乙 = R 丙 ，
如果三点的线速度分别为 vA ，vB ，vC ，三点的周期分别为TA ，TB ，TC，向心加速度分别为aA ，aB ，
aC，若皮带不打滑，则下列说法正确的是 （）
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．
B．
C．
D．
【参考答案】．A
【名师解析】
由圆周运动的基本关系可知
，其中
，
=2׃1 ，
，B 错误，A 正确；
由圆周运动的基本关系可知
，其中
，CD 错误。
5. （2023 浙江十所名校期中联考）如图所示为一皮带传动装置的示意图。右轮半径为r，A 是它边缘上的
一点。左侧是一轮轴，大轮半径为
，小轮半径为
。B 点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C 点和D
点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，下列说法中正确的是（ ）
A. A、C 两点的线速度之比为
B. A、B 两点角速度之比为
C. B、D 两点的角速度之比为
D. A、D 两点的向心加速度之比为
【参考答案】D
【名师解析】
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
由图可知，AC 两点属于同缘传动，则
，A 错误；
BCD 点属于同轴传动，则
，C 错误；
根据
，可得
，B 错误；
根据
，可得
，D 正确。
6. （2023 山东烟台重点高中期中）如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度ω 匀速旋转，A、B 为球体上两点，
下列几种说法中正确的是（ ）
A. A、B 两点具有相同的角速度
B. A、B 两点具有相同的线速度
C. A、B 两点的向心加速度的方向都指向球心
D. A、B 两点的向心加速度之比为2:1
【参考答案】A
【名师解析】
A、B 为球体上两点，因此A、B 两点的角速度与球体绕轴O1O2旋转的角速度相同，A 正确；
如图所示，A 以P 为圆心做圆周运动，B 以Q 为圆心做圆周运动，因此A、B 两点的向心加速度方向分别指
向P、Q，C 错误；设球的半径为R，则A 运动的半径rA＝Rsin60°，B 运动的半径rB＝Rsin30°，根据v=ωr
可知A、B 两点的线速度之比为
，B 错误；根据a=ω2r 可知A、B 两点的向心加速度速度之比为
，
D 错误。
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
。
7. （2023 山东烟台重点高中期中）如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R
和r，且
，A、B 分别为两轮边缘上的点，则皮带运动过程中，关于A、B 两点，下列说法正确的是
（ ）
A. 向心加速度之比
B. 角速度之比
C. 线速度大小之比
D. 在相同的时间内通过的路程之比为
【参考答案】A
【名师解析】
由于AB 属于同缘传送，皮带与轮之间不打滑，因此线速度大小相等，在相同时间内通过的路程也相等，
由于
，由向心加速度
可知，向心加速度之比
，故A 正确，CD 错误；
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．由于AB 线速度大小相等，且
，根据
可得，角速度之比
，故B 错误。
。
8.(2022 广东深圳一模)明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧,例如井辘轳中便体现了许多力
学知识。如图所示,可转动的把手上a 点到转轴的距离为2R,辘轳边缘b 点到转轴的距离为R。人转动把手,
把井底的物块加速拉起来,则( )
A.a 点的角速度大于b 点的角速度
B.a 点的线速度小于b 点的线速度
C.绳对物块拉力的冲量等于物块的动量变化量
D.绳对物块的拉力大于物块的动量变化率
【参考答案】.D
【名师解析】 因a、b 两点同轴转动,则a 点的角速度等于b 点的角速度,根据v=Ωr,因a 点转动半径较大,可
知a 点的线速度大于b 点的线速度,A、B 错误;根据动量定理有(F-mg)t=mv,即F=mv
t
+mg,即绳对物块的拉力
和重力的合力的冲量等于物块的动量变化量,绳对物块的拉力大于物块的动量变化率,C 错误,D 正确。
9.(多选)(2022 云南大理模拟)绿水青山就是金山银山,为践行低碳生活的理念,自行车已成为主要绿色交通工
具之一。图示为自行车的传动结构的核心部件,大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样,它们的边缘有三个点
A、B、C,已知三个点的半径关系为rC=2rA=4rB,如图所示,当大齿轮匀速转动时,下列说法正确的是( )
A.A、B、C 三点的线速度大小之比为1∶1∶4
B.A、B、C 三点的角速度大小之比为2∶1∶1
C.A、B、C 三点的向心加速度大小之比为1∶2∶8
D.A、B、C 三点的转速之比为2∶1∶1
【参考答案】.AC
【名师解析】 大、小齿轮通过链条传动,则A、B 两点线速度大小相等,由v=rω 可知,角速度之比为1∶2,小
齿轮和后轮同轴转动,则B、C 两点角速度大小相等,线速度大小之比为1∶4,故A、B、C 三点的线速度大小
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
之比为1∶1∶4,三点的角速度大小之比为1∶2∶2,A 正确,B 错误;由a=rω2可知,A、B、C 三点的向心加速度
大小之比为1∶2∶8,C 正确;由ω=2πn 可知,转速与角速度成正比,故A、B、C 三点的转速之比为1∶2∶2,D
错误。
10.如图所示,两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和轮B 水平放置(两轮不打滑),两轮半径rA=2rB。当主
动轮A 匀速转动时,在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止。若将小木块放在B 轮上,欲使木块相对B 轮
静止,则木块距B 轮转轴的最大距离为( )
A.
B.
C.
D.rB
【参考答案】C
【名师解析】
当主动轮A 匀速转动时,A、B 两轮边缘上的线速度大小相等,由ω=
。因A、B 材料
相同,故木块与A、B 间的动摩擦因数相同,小木块恰能在A 轮边缘上相对静止,则由静摩擦力提供的向心力
达到最大值Ffm,得Ffm=m
rA。设木块放在B 轮上恰能相对静止时距B 轮转轴的最大距离为r,则向心力由
最大静摩擦力提供,故Ffm=m
r,联立解得r=
rA=
,故C 正确。
11 .某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为r1、r2、r3,若甲轮匀速转动的角速度为ω,三
个轮相互不打滑,则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【参考答案】A
【名师解析】
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
三个轮相互不打滑,则甲、丙边缘的线速度大小相等,根据v=ωr 可得ω3= ω,故a3=
r3=
,故A 正确。
12 .一磁带式放音机的转动系统如图所示,在倒带时,主动轮以恒定的角速度逆时针转动,P 和Q 分别为主动
轮和从动轮边缘上的点,则( )
A.主动轮上的P 点线速度方向不变
B.主动轮上的P 点线速度逐渐增大
C.主动轮上的P 点的向心加速度逐渐增大
D.从动轮上的Q 点的向心加速度逐渐增大
【参考答案】D
【名师解析】
圆周运动的线速度方向时刻变化,A 错误。P 点线速度vP=ωrP,因为ω 不变,rP不变,故vP大小不变,B 错误。由
aP=ω2rP知,P 点的向心加速度大小不变,C 错误。由于主动轮最外层磁带的线速度逐渐增大,因此从动轮最外
层磁带的线速度也逐渐增大,而从动轮的半径减小,由aQ=ω'2rQ知,aQ逐渐增大,D 正确。
13 .某两级皮带传动装置如图所示,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,轮1 的半径和轮2
的半径相同,轮3 的半径和轮4 的半径相同,且为轮1 和轮2 半径的一半,则轮1 边缘的a 点与轮4 边缘的c 点
相比( )
A.线速度之比为1∶4
B.角速度之比为4∶1
C.向心加速度之比为8∶1
D.向心加速度之比为1∶8
【参考答案】D
【名师解析】
由题意知2va=2v3=v2=vc,其中v2、v3为轮2 和轮3 边缘的线速度,所以va∶vc=1∶2,A 错误。设轮4 的半径为r,
则aa=
ac,即aa∶ac=1∶8,C 错误,D 正确。
,B 错误。
14. (2021 安徽滁州高一质检)如图所示的皮带传动装置，主动轮
上两轮的半径分别为
和
，从动轮
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
的半径为
，A、B、C 分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则以下说法正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【参考答案】A
【名师解析】
A 和B 两点同轴转动，则
，B 和C 分别处在用皮带传动的两轮边缘，则
，根据线速度与角
速度的关系，有
，
联立，可得
，
，故A 正确；B 错误；
根据向心加速度公式，有
，联立，可得
，故C 错误；
根据周期公式，有
，联立，可得，
，故D 错误。
15 .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，杜绝了传
统自行车“掉链子”问题．利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动．在圆锥齿轮90°轴交
的示意图中，A 是圆锥齿轮转轴上的点，B、C 分别是圆锥齿轮边缘上的点，A、B、C 三点到各自圆锥齿轮
中心轴的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)．下列说法正确的是( )
A．B 与C 点的角速度关系ωB＝ωC
B．C 与A 点的线速度关系vC＝vA
C．B 与A 点的角速度关系ωB＝ωA
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．A 与C 点的向心加速度关系aA＝aC
【参考答案】B
【名师解析】 根据题意，结合圆锥齿轮的特点，得vB＝vC，根据v＝ω·r，可知ωB≠ωC，选项A 错误．
A、B 同轴转动，故角速度相同，vC＝vB＝vA，结合aC＝，得aA＝aC，选项B 正确，选项CD 错误．
16. (2023 云南部分重点高中期中)学生常用的剪刀如图所示，A、B 是剪刀上的两点，B 点离O 点（转轴）
更近，则在正常使用过程中（ ）
A. A、B 两点的角速度大小不同
B. A、B 两点的线速度大小相同
C. A 点的向心加速度更大
D. B 点的向心加速度更大
【参考答案】C
【名师解析】
A、B 两点同轴转动，角速度相同，A 错误；根据公式
可知A、B 两点的线速度大小不相等，B 点离
O 点更近，故A 点的线速度更大，B 错误；根据
r 可知， C 正确、D 错误。
17. 在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6，当齿轮转动的时候，关于小齿轮边缘的A
点和大齿轮边缘的B 点，( )
图7
A．A 点和B 点的线速度大小之比为1∶1
B．A 点和B 点的角速度之比为1∶1
C．A 点和B 点的角速度之比为3∶1
D．以上三个选项只有一个是正确的
【参考答案】 AC
【名师解析】 题图中三个齿轮边缘线速度相等，A 点和B 点的线速度大小之比为1∶1，由v＝ωr 可得，
线速度一定时，角速度与半径成反比，A 点和B 点角速度之比为3∶1，选项A、C 正确，选项B、D 错误．
18. 如图6 所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑．在O1、O2、O3三个轮的
边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，求：
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
图6
(1)A、B、C 三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC；
(2)A、B、C 三点的角速度大小之比ωA∶ωB∶ωC；
(3)A、B、C 三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC.
【参考答案】 (1)2∶2∶1 (2)1∶2∶1 (3)2∶4∶1
【名师解析】 (1)令vA＝v，由于皮带传动时不打滑，所以vB＝v.因ωA＝ωC，
由公式v＝ωr 知，当角速度一定时，线速度跟半径成正比，故vC＝v，
所以vA∶vB∶vC＝2∶2∶1.
(2)令ωA＝ω，由于轮O1、O3同轴转动，所以ωC＝ω.因vA＝vB，由公式ω＝知，当线速度相同时，角速度
跟半径成反比，故ωB＝2ω，所以ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶1.
(3)令A 点向心加速度为aA＝a，因vA＝vB，由公式a＝知，当线速度一定时，向心加速度跟半径成反比，所
以aB＝2a.又因为ωA＝ωC，由公式a＝ω2r 知，当角速度一定时，向心加速度跟半径成正比，故aC＝a.所以
aA∶aB∶aC＝2∶4∶1.
15
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
16
