高考物理---圆周运动

母题四圆周运动【母题来源】2014年全国新课标卷Ⅰ第20题【母题原题】20．如图，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OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘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ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是A．b一定比a先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω＝lkg2是b开始滑动的临界角速度D．当ω＝lkg32时，a所受摩擦力的大小为kmg【答案】AC【试题解析】小木块都随水平转盘做匀速圆周运动时，在发生相对滑动之前，角速度相等，静摩擦力提供向心力即2fmR静，由于木块b的半径大，所以发生相对滑动前木块b的静摩擦力大，选项B错。随着角速度的增大，当静摩擦力达到最大静摩擦力时木块开始滑动，则有2fmRkmg静，代入两个木块的半径，小木块a开始滑动时的角速度akgl，木块b开始滑动时的角速度2bkgl，选项C对。根据ab，所以木块b先开始滑动，选项A对。当角速度23kgl，木块b已经滑动，但是23akgl，所以木块a达到临界状态，摩擦力还没有达到最大静摩擦力，所以选项D错。【命题意图】本题考查摩擦力、向心力的来源、圆周运动的规律以及离心运动等知识点，意在考查考生对圆周运动知识的理解能力和综合分析能力。【考试方向】高考对圆周运动知识的考查，命题多集中在考查圆周运动规律的应用及与生活、生产相联系的命题，多涉及有关物理量的临界和极限状态求解或考查有关圆周运动自身固有的特征物理量。竖直平面内的圆周运动结合能量知识命题，匀速圆周运动结合磁场相关知识命题是考试重点，历年均有相关选择题或计算题出现。【得分要点】对于圆周运动，考生需要知道以下几点：（1）描述匀速圆周运动的各物理量间的关系：rnfrrTrv222＝，a=rv2=2r．（2）向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种特定的力（如重力），因此在分析物体的受力时，切记不可将向心力也作为物体的受力考虑在内。（3）在分析传动装置的线速度、角速度、向心加速度与半径之间的关系时，关键是抓住不变量，确定另一变量与半径的正比或反比关系进行判断。如同轴转动的物体上各点的角速度、转速n和周期T相等，根据公式rv，可知线速度v与半径r成正比；皮带传动中，在皮带不打滑的情况下，通过皮带连接的轮子边缘的各点的线速度大小相等（不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点的线速度也大小相等），根据公式rv，可知角速度与半径r成反比。（4）做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者不足以提供物体做圆周运动所需的向心力的情况下，质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞去的运动，它不是沿半径方向飞去,做离心运动的质点不存在的所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力.1.【2014·长葛市第三实验高中第三次考试】如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是受A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力和指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力和摩擦力【答案】C【解析】试题分析：物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故C正确．考点：匀速圆周运动；受力分析。2.【2013·武汉武昌区高三期末调研】如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L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，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2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A．当23KgL时，A、B相对于转盘会滑动B．当2KgL时，绳子一定有弹力C．223KgKgLL在范围内增大时，B所受摩擦力变大D．23KgL在0范围内增大时，A所受摩擦力一直变大误。考点：本题考查了圆周运动和摩擦力大小的分析问题。3.【2014·桑植一中高三联考】如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的A．运动周期相同B．运动线速度相同C．运动角速度相同D．向心加速度相同4.【2014·桑植一中高三联考】半径R=4cm的圆盘可绕圆心O水平转动，其边缘有一质量m=1kg的小物块（可视为质点），若物块随圆盘一起从静止开始加速转动，其向心加速度与时间满足a0=t2，物块与圆盘间的动摩擦因数为0.6，则A.2s末圆盘的线速度大小为0.4m/sB.2s末物块所受摩擦力大小为4NC.物块绕完第一圈的时间约为1.88sD.物块随圆盘一起运动的最大速度约为0.5m/s5.【2014·山西省太原五中高三4月试题】如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量均为m的小球(可视为质点)A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则(sin37°=35，cos37°=45)A.A、B两球运动的角速度之比为4:3B.A、B两球的动能之比为64:27C.A、B两球所受支持力的大小之比为4:3D.A、B两球的机械能之比为112:51