高考物理专题复习圆盘上的圆周运动解析版doc.docx
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高考物理专题复习圆盘上的圆周运动解析版doc
圆盘上的圆周运动
1、【自测3】教材P25第3题改编如图1所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则4受力情况是（）
A.重力、支持力
B.重力、向心力
C.重力、支持力、指向圆心的摩擦力
D.重力、支持力、向心力、摩擦力
答案C
2、（2017年高考物理原创押题预测卷02【新课标I卷】理科综合物理15）如图所示，位
于水平面的圆盘绕过圆心。
的竖直转轴做圆周运动，在圆盘上有一质量为加的小木块，距圆心的距离为厂，木块与圆盘间的最大静摩擦力为压力的£倍，在圆盘转速缓慢增大的过程屮，下列说法正确的是
小木块的向心力由支持力和重力的合力提供
小木块获得的最大动能为-kmgr错误!
未找到引用源。
小木块所受摩擦力提供向心力，始终指向圆心，故不对其做功
【答案】B
【解析】对随看圆盘丰輸的小木块进J亍受力分析，它受重力、琢力、静摩扌就，向心力霽效果力，圆盘的转速壇大的瞬间，小木块受到的静摩揀力与线速度成锐角，f分力指向圆b提供向心力，另一分力沿线速度方向做正功，使得小木块的速度増大，满足它跟着圆盘继纟黠专动，而当圆盘稳定的转训屯小木块憐摩扌就又垂直于速度，全部充当向心力不做功，选项AC错误；当最大静摩換力提供向心力时，阮=恵,r可得：
比=*號=^bngr?
故B正确；当水与盘面间静摩扌就恰好避U最大时，〃将开始滑动，牛顿第二定律得gg二吨〉,解得最大角速度0=辱,故D错误。
3、侈选）如图12所示，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴00’的距离为/,"与转轴00’的距离为2/,木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用血表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）
O\
\ab
I
I
图12
A.b—定比a先开始滑动
B.g、方所受的摩擦力始终相等
开始滑动的临界角速度
C.co
a所受摩擦力的大小为king
解析因圆盘从静止开始绕轴缓慢加速转动，在某一时刻，木块随圆盘转动时，其受到的静摩擦力的方向指向转轴，两木块转动过程中角速度相等，则由牛顿第二定律可得F（=mco2Rf由于小木块b的轨道半径大于q的轨道半径，故b做圆周运动需要的向心力较大，选项B
错误；因为两木块的最大静摩擦力相等，故方一定比G先开始滑动，选项A正确；当b刚刚开始滑动时，由牛顿第二定律可得kmg=maj#・2l,可得盹=、1专,选项C正确；当Q开始滑动时，由牛顿第二定律可得kmg=m%,可得S=\件，而\厝＜\/弓，故小木块
2
a未发生滑动，其所需的向心力由静摩擦力提供，即Ffa=mco2l=^kfnSi选项D错误.
4、如图8所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动无滑动.甲圆盘与乙圆盘的半径之比为尸甲：
厂乙=3:
1,两圆盘和小物体加、加2之间的动摩擦因数相同，如距0点为2r,m2距0’点为厂，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（）.
A.滑动刖/?
71与牝的角速度Z比3・02=3・1
B・滑动前加|与加2的向心加速度之比Q1：
。
2=1：
3
C.随转速慢慢增加，m先开始滑动
D.随转速慢慢增加，加2先开始滑动
解析由题意可知，线速度c甲=c乙，又厂甲：
v乙=3:
1,则甲：
C9乙=1：
3,
ITL\、//?
2随甲、乙运动CD\=CDs»CO2=CO乙，贝U①］・CO2=1•3,故A错；由d
错
B
故
9,
加I、m2所受向心力由摩擦力提供，则QI=沏，=丄，/1max=〃加Ig，恵max=?
2g，
d|W〃g,©W/g，又dl：
。
2=2：
9,故血2先滑动，选D.
答案D
5、（多选）（2018-新疆喀什质检）摩擦传动是传动装置中的一个重耍模型，如图13所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其屮0、0’分别为两轮盘的轴心•已知两个轮盘的半径比/•甲：
r乙=3:
1,且在正常工作时两轮盘不打滑.今在两轮盘上分別放置两个同种材料制成的滑块A、B,两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心0、0’的间距Ra=2Rb.若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述止确的是（）
图13
A.滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度Z比为少甲：
少乙=1：
3
B.滑块4和B在与轮盘相对静止时，向心加速度之比为心：
aB=2:
9
C.转速增加后，滑块3先发生滑动
D.转速增加后，两滑块一起发生滑动
答案ABC
解析假设轮盘乙的半径为R,由题意可知两轮盘边缘的线速度大小相等，有x3R=3乙R,得e甲：
e乙=1:
3,所以滑块相对轮盘滑动前，A、3的角速度之比为1:
3,A正确；滑块相对轮盘滑动前，根据an=a）2r得A、B的向心加速度之比为aA:
an=2:
9,B正确；据题意可得滑块A、B的最大静摩擦力分别为跟=卩心即FfB=M】Bg,最大静摩擦力之比为Fg：
F（b=ma：
mb,滑块相对轮盘滑动前所受的静摩擦力之比为F[Af:
甩'=（mAaA）（mRafi）=inA:
（4.5加综上分析可得滑块B先达到最大静摩擦力，先开始滑动，C正确，D错误.
6、（2018山东大学附中质检）如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A.物块A、B的运动属于匀变速曲线运动
B.B的向心力是A的向心力的2倍
C.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
D.若B先滑动，则B与A之间的动摩擦因数片小于盘与B之间的动摩擦因数mb
【参考答案】C
【名师解析】A、B做匀速圆周运动，加速度方向不断变化，则属于非匀变速曲线运动，选项A错误；因为
A、E两物体的角速度犬小相等，根据几f烷因为两物块的角速度大小相等屛专动半径相等，质量相等,则向心力相等，选项B错误；对AB整体分析，历=2加曲，对A分析，有:
血=謂,知盘对B的摩撫力
是B对A的摩扌搜力的2倍〉选项C正确•对AB整体分析>际飓=加?
2>解得05=
A〃第=7”血2,解得血二若E先滑动，可知E先达到临界角速度，可知E的临界角速度较小，即
Rb选项D错误・
7、如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度（0匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为p,AB整体、C离转台中心的距离分别为r、1.5匸设.本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）
A.B对A的摩擦力一定为3ymg
B.
B对A的摩擦力一定为3mco2r
C.
转台的角速度一定满足：
D.转台的角速度一定满足：
【参考答案】BD
【名师解析】A做圆周运动的向心力由E对A的摩擦力提供，由牛顿第二定律及向心加速度公式有：
Ff=3mazr,B项正确：
AB整体恰好未发生相对转台的滑动时，Fi（3m+2m）g=（3m+2m）czr,解得角速度最大值为0=\囤C恰好未发生相对滑动时，^mg=1.5moyr,解得：
辟，所以D选项正确.
8、（多选）如图所示，在光滑的横杆上穿着两质量分别为加、他的小球，小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的是（）
亠
-
）3
A.两小球速率必相等
B.两小球角速度必相等
C.两小球加速度必相等
D.两小球到转轴距离与其质量成反比
【参考答案】BD
【名师解析】两小球随着杆及转台一起转动，角速度必相等。
由产少『知，r不一定相等，所以“不一定相等。
由向心加速度尸可知，r不一定相等，向心加速度不一定相等。
两小球用一细线连接，两小球的向心力等于线的张力〉一定相等〉型"口=迓3主＞贝I产=竺＞选项B、D正确。
r2血
D.34cm
9、（多选）如图所示，在水平转台上放一个质量M=2.0kg的木块，它与台面间的最大静摩擦力/＞.=6.0N,绳的一端系住木块，另一端穿过转台的中心孔0（为光滑的）悬吊一质量加=1.0kg的小球，当转台以co=5.0rad/s的角速度转动吋，欲使木块相对转台静止，则它到O孔的距离可能是（）
A.6cm
C.30cm
【参考答案】BC
【名师解析】转台以一定的角速度G旋转，木块〃所需的向心力与回旋半径厂成正比，在离0点最近处〃=刀吋，対有向0点的运动趋势，这吋摩擦力月沿半径向外，刚好达最大静摩擦力凡，即/〃g—凡=〃/门
nig—
1.0X10-6.0
Meo1
2.0X5.02
m=0.08m=8cm
同理，在离。
点最远处厂=匕吋，有远离0点的运动趋势，这吋摩擦力尺的方向指向。
点,
J=L达到最大静摩擦力屁，即/昭+凡=必/厂2
m=0.32m=32cm
fmg+F^1.0X10+6.0
得n=~^F=2.0X5.02_
则木块M能够相对转台静止，冋旋半径厂应满足关系式n^r^/2o选•项B、C正确。
10、（2017•开封质检）如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质塑相等的两个物体4和B,它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为Ra=f，Rb=2f,与盘间的动摩擦因数“相同，最人静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（）
A.此吋绳子张力为T=3屮ng
B.此时圆盘的角速度为\岸
C.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外
D.此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
【参考答案】ABC
【名师解析】.4和芳随看圆盘转动时，合外力提供向心力，则Ff曲巧的运动半径比/的半径大，所以方所需向心力犬，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，芳的静摩揀力方向沿半径指向圆心d的最大静摩揀力方向沿半径指向圆外，根据牛顿第二定律得：
T-妙”&=恥＞叽丁+“飓=加以纺解得：
T=3艸「0=寸孕，故A、B、C正确；此时烧断绳子宀的最大静摩揀力不足以提供向心力，则/做离心运动，故D错误。
11、（多选）如图13所示，两个可视为质点的、相同的木块人和B放在转盘上，两者用长为厶的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，4放在距离转轴厶处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（）
B•当绳子一定有弹力
（2.0在\層＜少＜\^范围内增大时，3所受摩擦力变大De在Ov^v寸尊范围内增大时，A所受摩擦力一直变大答案ABD解析当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对转盘将会滑动，Kmg+Kmg=mco2L+mco1-2L,解得：
少=、/箸，A项正确；当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹
力，即：
心住=皿・2站,解得co=\鈴可知当co＞\笼时，绳子有弹力，B项正确；当
时，B已达到最大静摩擦力，则血在
B受到的摩擦力不变，C
项错误；⑵在Ov^v讨寸范围内，A相对转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，所以Ff-FT=mLcD2t当e增大时，静摩擦力也增大，D项正确.
12、侈选）如图5所示，在水平圆盘上放有质量分别为加、加、2加的可视为质点的三个物体
A、B、C,圆盘可绕垂直圆盘的屮心轴00’转动.三个物体与圆盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.三个物体与轴0共线且04=OB=BC=r,现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力.当圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大,则对于这个过程，下列说法正确的是（）
O9
（1）
A.A、B两个物体同时达到最大静摩擦力
B.B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变，A物体所受的静摩擦力先增大后减小再增大
C.当少2>\件时整体会发生滑动
D.当寸件时，在血增大的过程中〃、C间的拉力不断增大
答案BCD
解析当圆盘转速增大时，静摩擦力提供向心力，三个物体的角速度相等，由F0=weo2r,由于C的半径最大，质量最大，故C所需要的向心力增加最快，最先达到最大静摩擦力，此时卩⑵讥=2m・2局,解得©=当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，细线BC开始提供拉力，B的摩擦力增大，达到最大静摩擦力后，A、B之间细线开始有力的作用，随着角速度增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A的摩擦力达到最大，且细线BC的拉力大于A、B整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动，此时A与B还受到细线的拉力，对C有斤+“（2加）g=2〃2如2?
对久3整体有FT=2//wg,解得32=当切〉
寸弓时整体会发生滑动，故A错误，B、C正确；当\修^<\件时，C所受摩擦力沿着半径向里，且没有出现滑动，故在e增大的过程中，由于向心力F=FT+Ff不断增大，故B、C间的拉力不断增大，故D正确.
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