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人教版物理高一下册 圆周运动章末练习卷(Word版 含解析)

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一、第六章 圆周运动易错题培优(难)

1.如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点)。A和B距轴心O的距离分别为rA=R,rB=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是( )

A.B所受合力一直等于A所受合力 B.A受到的摩擦力一直指向圆心 C.B受到的摩擦力先增大后不变

D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度ωm= 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】

当圆盘角速度比较小时,由静摩擦力提供向心力。两个物块的角速度相等,由F?m?2r可知半径大的物块B所受的合力大,需要的向心力增加快,最先达到最大静摩擦力,之后保持不变。当B的摩擦力达到最大静摩擦力之后,细线开始提供拉力,根据

2 T?fm?m??2R

2fm mRT?fA?m?2R

可知随着角速度增大,细线的拉力T增大,A的摩擦力fA将减小到零然后反向增大,当A的摩擦力反向增大到最大,即fA=?fm时,解得

??角速度再继续增大,整体会发生滑动。 由以上分析,可知AB错误,CD正确。 故选CD。

2fm mR

2.如图所示,一个边长满足3:4:5的斜面体沿半径方向固定在一水平转盘上,一木块静止在斜面上,斜面和木块之间的动摩擦系数μ=0.5。若木块能保持在离转盘中心的水平距离为40cm处相对转盘不动,g=10m/s2,则转盘转动角速度ω的可能值为(设最大静摩擦力等

于滑动摩擦力)( )

A.1rad/s 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】

B.3rad/s C.4rad/s D.9rad/s

根据题意可知,斜面体的倾角满足

tan??3???0.5 4即重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,所以角速度为零时,木块不能静止在斜面上;当转动的角速度较小时,木块所受的摩擦力沿斜面向上,当木块恰要向下滑动时

N1cos??f1sin??mg N1sin??f1cos??m?12r

又因为滑动摩擦力满足

f1??N1

联立解得

?1?522rad/s 11当转动角速度变大,木块恰要向上滑动时

N2cos??f2sin??mg

2N2sin??f2cos??m?2r

又因为滑动摩擦力满足

f2??N2

联立解得

?2?52rad/s

综上所述,圆盘转动的角速度满足

522rad/s?2rad/s???52rad/s?7rad/s 11故AD错误,BC正确。 故选BC。

3.如图所示,水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做圆心为O的匀速圆周运动,

Oa水平,从最高点b沿顺时针方向运动到a点的过程中( )

A.B对A的支持力越来越大 B.B对A的支持力越来越小 C.B对A的摩擦力越来越小 D.B对A的摩擦力越来越大 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

由于始终做匀速圆周运动,合力指向圆心,合力大小不变,从最高点b沿顺时针方向运动到a点的过程中,合力的水平分量越来越大,竖直向下的分量越来越小,而合力由重力,支持力和摩擦力提供,因此对A进行受力分析可知,A受到的摩擦力越来越大,B对A的支持力越来越大,因此AD正确,BC错误。 故选AD。

4.一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是( )

A.小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零 B.小球过最高点的最小速度是gR C.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D.小球过最高点时,杆对球的作用力可能随速度增大而增大 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

A.当小球到达最高点弹力为零时,重力提供向心力,有

v2mg?m

R解得

v?gR

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