专题7 水平面内的匀速圆周运动分析 2020-2021高一物理下学期期末专题复习训练（人教版必修2）（解析版）

3.0 envi 2025-02-14 17 4 601.67KB 19 页 3知币
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专题 7 圆周运动与能量结合问题分析
一、单选题
1．如图 1所示，半径为 R的圆盘水平放置，在到圆心 O距离为 d处，放一质量为 m可视为质点的
物块 P。现使圆盘绕过圆心且垂直于盘面的轴转动起来，其角速度 与时间 t的关系图线如图 2所
示。在整个过程中物块相对圆盘保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，则下
列说法中正确的是（　　）
A．物块所受摩擦力的大小先增大后不变，而方向始终指向圆心 O
B． 内，物块所受摩擦力大小与时间的关系式为
C．整个过程中摩擦力对物块所做的功为
D．物块与圆盘间的动摩擦因数一定大于
【答案】D
【解析】A．在角速度增大的过程中，物块受到切向摩擦力分量和径向摩擦力分量，其合力不是指
向圆心，角速度不变后，只受到径向摩擦力，方向指向圆心。A错误；
B．在切线方向，有
在半径方向，有
所以其摩擦力为
B错误；
C．根据动能定理，整个过程中摩擦力对物块所做的功为
1
C错误；
D．物块一直相对静止，所以有
解得
D正确。
故选 D。
2．如图所示，餐桌中心有一个半径为 r的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一个质量
为m的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为 μ。现缓慢增大圆盘的角速度，小物块将从
圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，圆盘
厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计。则下列说法正确的是（　　）
A．小物块刚滑落时，圆盘的角速度为
B．餐桌的半径为
C．该过程中支持力的冲量为零
D．该过程中因摩擦产生的内能为
【答案】B
【解析】A．小物块刚滑落时，根据摩擦力提供向心力可得
解得
A错误；
B．小物块刚滑落时的速度大小为
2
小物块在餐桌上滑行的距离为 x，根据动能定理可得
解得
小物块在桌面上运动的距离 x俯视图如图所示
根据图中几何关系可得
解得
B正确；
C．该过程中支持力的冲量
支持力和运动时间均不为零，则支持力的冲量不为零，C错误；
D．该过程中因摩擦产生的内能为
D错误。
故选 B。
3．一同学在游乐园荡秋千，已知秋千的两根绳子的长度均为 L，该同学和秋千坐垫的总质量为
m，秋千绳子与竖直方向的最大夹角为 α。假设该同学与秋千一直保持相对静止。秋千绳子的质量
可忽略，不计空气阻力，当地的重力加速度为 g。下列说法正确的是（　　）
A．秋千荡到最高点时，每根秋千绳子受到的拉力为
3
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