人教必第二高一物理新教材讲学05 圆周运动中的动力学（核心素养练习）（解析版）.docx

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1、专题五圆周运动中的动力学学科素养部分一.核心素养聚焦考点一物理观念水平面内圆周运动与相互作用的观念例题1．质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到球对其作用力的大小为(　　)A．mω2R　　　　B．mC．mD．不能确定【答案】C　【解析】对小球进行受力分析，小球受两个力：一个是重力mg，另一个是杆对小球的作用力F，两个力的合力充当向心力．由平行四边形定则可得：F＝m，再根据牛顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为F＝m.故选项C

2、正确．考点二.科学思维圆周运动中临界问题例题２．如图所示，置于圆形水平转台上的小物块随转台转动．若转台以角速度ω0=2rad/s．转动时，物块恰好与平台发生相对滑动．现测得小物块与转轴间的距离l1=0.50m，设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2．则(AC)A.小物块与转台间的摩擦因数为μ=0.2 B.若小物块与转轴间距离变为l2=1.0m，则水平转台转动的角速度最大为1rad/s．C.若小物块与转轴间距离变为l2=1.0m，则水平转台转动的角速度最大为rad/s．D.若小物块质量变为原来2倍，则水平转台转动的角速度最

3、大为2rad/s【答案】AC　【解析】物块恰好与平台发生相对滑动时摩擦力恰好等于最大静摩擦力．由于物块在水平面内做圆周运动，向心力只能由摩擦力提供，故有，解得，A正确。若，可知最大角速度，B错误C正确。若小物块质量变为原来2倍，虽然物块所受静摩擦力的最大值变为原来的2倍，但同样角速度的情况下物体所需向心力也是原来的2倍，故不发生相对滑动的最大角速度与原来相同，或直接由可以看出故不发生相对滑动的最大角速度与物块的质量无关，D错误。考点3.科学探究圆周运动动态问题例题３．如图所示，一圆筒绕中心轴OO以角速度ω匀速转动，小物块紧贴在竖直圆筒的内壁上，相对

4、于圆筒静止。此时，小物块受圆筒壁的弹力大小为F，摩擦力大小为f。当圆筒以角速度2ω匀速转动时（小物块相对于圆筒静止），小物块受圆筒壁的A．摩擦力大小仍为fB．摩擦力大小变为2fC．弹力大小变为2FD．弹力大小变为4F【答案】AD　【解析】对小物体研究，做匀速圆周运动，受重力、支持力和向上的静摩擦力，根据牛顿第二定律，水平方向：N=mω2r；竖直方向：f=mg。当加速度ω加倍后，支持力变为4倍，静摩擦力不变，ＡＤ正确。例题4．如图两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面

5、内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为（　　）A. B。2C。C. 3mgD. 4mg【答案】Ａ【解析】当小球到达最高点速率为v，有mg=m，当小球到达最高点速率为2v时，应有F+mg=m=4mg，所以F=3mg，此时最高点各力如图所示，所以FT=，A正确．B、C、D错误．考点４.物理观念圆周运动连接体问题例题５.如图，在电机距轴O为r的处固定一质量为m的铁块，电机启动后，铁块以角速度ω绕O轴匀速转动，则电机对地面最大压力和最小压力之差为：()A、2mω2rB、mω2

6、rC、mg+2mω2rD、2mg+2mω2rrO例题５图【答案】A【解析】电机处于平衡，整体所受合力等于铁块转动所需向心力。铁块转动到最低点时具有向上的向心加速度，系统处于超重状态，对地面压力所大，此时地面对电机支持力N1满足N1－（M+m)g=0+mrω2；铁块转到最高点时具有竖直向下的向心加速度，系统处于失重状态，对地面的压力最小，此时地面对电机的支持力N2满足：（M+m)g-N2=0+mrω2，则由牛顿第三定律可得电机对地面最大压力和最小压力之差为：N1－N2＝2mrω2，A正确。例题６.如图所示叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起

7、以角速度ω匀速转动，ABC的质量分别为3m、2m、2m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，BC离转台中心的距离分别为r、1.5r．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（　　）A．C与转台间的摩擦力大小等于A与B间的摩擦力大小B．B对A的摩擦力大小一定为3μmgC．随着转台角速度ω增大，A物体最先脱离水平转台转台的D．角速度一定满足：【答案】AD　【解析】三个物体保持相对静止，随转台一起做匀速圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，则fA=3mrω2f，fC=2m×1.5rω2=3mrω2，可知C与转台间的摩擦力大小等于A与B间的摩擦

8、力大小，故A正确．A与B间的摩擦力是静摩擦力，不一定达到最大静摩擦力，故其大小不一定等于3μmg，B错误．当接触面间即将发