江苏省连云港市2022年高考物理考点突破每日一练55水平面内的圆周运动运动学规律与牛顿第二定律的综合应用含解析

考点突破每日一练（55）水平面内的圆周运动、运动学规律与牛顿第二定律的综合应用1．(多选)如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω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μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.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3μmgB．B对A的摩擦力一定为3mω2rC．转台的角速度一定满足：ω≤D．转台的角速度一定满足：ω≤2．(多选)如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ(μ<tanθ)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则(　　)A．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为2πμmgLsinθB．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为μmgLsinθC．至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为D．设法使物体的角速度增大到时，物块机械能增量为-4-\n3．如图所示，在半径为R的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以转数为n转每秒在水平面内做匀速圆周运动，该平面离碗底的距离h为(　　)A．R－B.C.－RD.＋5．如图所示，质量M＝8.0kg，长L＝2.0m的木板静置在水平地面上，质量m＝0.50kg的小滑块(可视为质点)以速度v0＝3.0m/s从木板的左端冲上木板．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.20，重力加速度g取10m/s2.(1)若木板固定，滑块将从木板的右端滑出，求滑块在木板上滑行的时间t和滑出时的速度v；(2)若水平地面光滑，且木板不固定，在小滑块冲上木板的同时，对木板施加一个水平向右的恒力F，如果要使滑块不从木板右端掉下，力F应满足什么条件？假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．参考答案1．BD　[B对A的静摩擦力提供向心力，有Ff＝3mω2r，A错、B对；物体C刚好发生滑动时μmg＝mω2×1.5r，ω＝物体A刚好发生滑动时3μmg＝3mω2r，ω＝，D对；C错．]2．BCD　[当刚好达到最大静摩擦力时，绳上出现拉力．Ffm＝μmg＝W1＝mv＝μmgL·sinθ.B正确．FN＝0时，mgtanθ＝＝mωL·sinθ-4-\nW2＝mv＝，C正确．ω0＝，设法使物体的角速度增大到ω＝>ω0＝，故物体已脱离水平盘，此时夹角为α则mgtanα＝mω2r⑤ΔEp＝mgh＝mg(Lcosθ－Lcosα)⑥由⑤⑥知ΔEp＝mgLcosθ物块机械能增量为ΔEp＋ΔEk＝，故D正确．]3．A　[小球靠重力和支持力的合力提供向心力，如图所示：小球做圆周运动的半径为：r＝Rsinθ，根据受力分析图可知：tanθ＝而向心力：F向＝mω2Rsinθ；解得：cosθ＝.所以h＝R－Rcosθ＝R－R·＝R－.故A正确．]4．(1)1.0s　1.0m/s　(2)F≥1N解析　(1)滑块在木板上做匀减速直线运动，初速度为v0＝3.0m/s，位移为L＝2.0m，滑块在滑行的过程中受重力、支持力和摩擦力．根据牛顿第二定律有，滑块加速度的大小a＝＝＝2.0m/s2设滑块在木板上滑行的时间为t，根据运动学公式有L＝v0t－a1t2所以t＝1.0s或t＝2.0s(舍)之所以要舍去t＝2.0s，是因为如果木板足够长，当t＝＝1.5s时，滑块就静止了．滑块从右端滑出时，v＝v0－a1t＝1.0m/s.(2)设当F＝F1时，滑块恰好运动到木板的右端，然后与木板一起运动．在滑块与木板有相对滑动的这段时间内，滑块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动．设这段时间为t1-4-\n，滑块与木板共同运动的速度为v1，则有v0t1－at－a滑t＝Lv1＝v0－at1＝a滑t1解得t1＝sa滑＝0.25m/s2根据牛顿第二定律有F1＋μmg＝Ma滑所以F1＝1N所以，当F≥1N时，滑块不会从木板的右端滑出．-4-