【精品解析】人教版物理必修2同步练习：6.4 生活中的圆周运动（优生加练）

人教版物理必修2同步练习：6.4 生活中的圆周运动（优生加练） 一、选择题 1．（2022高三上·大连期中）如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B能随转台一起以角速度匀速转动，A、B的质量分别为m、2m，A和B与转台间的动摩擦因数均为，A与转台中心的距离为2r，B与转台中心的距离为r。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．转台对A的摩擦力一定为 B．转台对A的摩擦力一定小于对B的摩擦力 C．转台对A的摩擦力一定大于对B的摩擦力 D．转台的角速度逐渐增大的过程中，A比B先滑动 【答案】D 【知识点】临界类问题；牛顿第二定律；匀速圆周运动；向心力 【解析】【解答】AB．两物体随转台一起做匀速转动，角速度相等，由静摩擦力提供向心力，对A物体，摩擦力不一定达到最大静摩擦力，则不一定等于，A不符合题意； D．对B：根据牛顿第二定律得 解得发生滑动的临界角速度为 由于A的转动的半径大，可知角速度增大，A先发生相对滑动，D符合题意； BC．由于A、B未发生滑动，根据牛顿第二定律得 转台对A的摩擦力大小等于对B的摩擦力大小，BC不符合题意。 故答案为：D。 【分析】两物体随转台一起做匀速转动的过程中根据静摩擦力提供向心力分析判断摩擦力的大小关系；对物块B根据牛顿第二定律得出临界角速度，从而判断哪个物块先发生相对滑动；利用牛顿第二定律得出AB所受摩擦力的大小。 2．（2021高一下·怀仁期中）如图所示，三个可视为质点的、相同的木块A、B和C放在转盘上，质量均为m，C放在A的上面，A和B两者用长为L的细绳连接，木块与转盘、木块与木块之间的动摩擦因数均为k，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，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，以下说法正确的是（　　） A．当，绳子一定有弹力 B．当时，A，B相对于转盘会滑动 C．当，C受到的摩擦力为kmg D．ω在范围内增大时，绳子的拉力不变 【答案】B 【知识点】临界类问题；牛顿第二定律；向心力 【解析】【解答】A．B先达到最大静摩擦力，对B有 解得 故当 ，绳子一定有弹力，A不符合题意； B．当A也达到最大静摩擦力时，用系统牛顿第二定律 解得 故当 时，A、B相对于转盘会滑动，B符合题意； C．当 ，对C物体有 C不符合题意； D．当 范围内增大时，B受水平面的摩擦力已经达到最大静摩擦力，摩擦力不变，绳的拉力增大，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】利用B的牛顿第二定律可以求出当绳子出现弹力时角速度的大小；利用整体的牛顿第二定律可以求出AB相对转盘滑动时角速度的大小；利用向心力的表达式可以求出C受到的摩擦力的大小；利用角速度的大小结合牛顿第二定律可以判别B受到的拉力大小变化。 3．（2018·肥东模拟）如图所示，水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接，并静止在转台上，现转台从静止开始缓慢的增大其转速（既在每个转速下可认为是匀速转动），已知A、B的质量分别为m、2m，A、B与转台的动摩擦因数均为μ，A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r，已知弹簧的原长为1.5r，劲度系数为k，设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法中正确的是（　　） A．当B受到的摩擦力为0时，A的摩擦力向右 B．B先相对木板发生滑动 C．当A，B均相对转台静止时，允许的最大角速度为 D．转台转动的角速度为 ，则B不动，A刚好要滑动 【答案】B 【知识点】临界类问题；牛顿第二定律 【解析】【解答】A、当B受到的摩擦力为0时，由弹簧弹力提供向心力，此时弹簧的弹力为 ，则有 解得： ，此时A受到的向心力 ，A受到的摩擦力向左，A不符合题意； BCD、当B刚好要滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力，弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力，则有： ，解得： ，当A刚好要滑 ... ...