高二物理下册学业水平测试试题3

高二物理下册学业水平测试试题
物理（必修）专题复习
——计算与论述题综合训练
第三部分 会考压轴题演练2——圆周运动
【基础演练】
1．如图所示，在以角速度ω=2rad/s 匀速转动的水平圆盘上，放一质量m =5kg 的 滑块，滑块离转轴的距离r =0.2m ，滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑 动）．
⑴滑块运动的线速度大小； ⑵滑块受到静摩擦力的大小和方向．
2．如图所示，质量为m 的小物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端固定在转轴上。

轻绳长度为L 。

现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度ω做匀速圆周运动。

⑴物体运动一周所用的时间T ； ⑵绳子对物体的拉力。

【会考回顾】
（2008年会考试题28，7分）如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N. A、B间的动摩擦因数为，B与转盘间的动摩擦因数为，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数E.试通过计算在坐标系中作出2
-图象. g取10m/s2.
Fω
（2009年会考试题28，7分）如图所示，V形细杆AOB能绕其对称轴OO’转到，OO’沿竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°。

两质量均为m=0.1kg的小环，分别套在V形杆的两臂上，并用长为l=1.2m、能承受最大拉力F max=的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的倍。

当杆以角速度ω转到时，细线始终处于水平状态，取g=10m/s2。

⑴求杆转动角速度ω的最小值；
⑵将杆的角速度从⑴问中求得的最小值开始缓慢增大，直到细线断裂，写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式；
⑶求第⑵问过程中杆对每个环所做的功。

第三部分 会考压轴题演练2——圆周运动
【基础演练】
1．⑴滑块的线速度大小 v r ω=
代入数据得 v ＝0.4m/s
⑵滑块受到静摩擦力的大小 2
f F m r ω= 代入数据得 4N f F = 方向：由所在位置垂直指向转轴
2．⑴物体作匀速圆周运动的角速度ω=
2πT 所以2π
ω
=T ⑵绳子拉力F 提供物体向心力，有2
ω=F mL 【会考回顾】
（2008年会考试题28，7分）当B 物体与将发生滑动时的角速度为
1112rad/s 0.25
g
r
μω=
=
=；则0T =，[0,2]ω∈；
当A 物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时，A 将要脱离B 物体，此时的角速度由
222m r mg ωμ=得2244rad/s 0.25
g
r
μω=
=
=，则221220.52T m r mg ωμω=-=-（[2,4]ω∈），
此时绳子的张力为221222240.2526N <8N T m r mg ωμ=-=⨯⨯-=，故绳子末断，接下来随角速度的增大，B 脱离A 物体，只有A 物体作匀速圆周运动，当A 物体与盘有摩擦力时的角速度为3ω，则max 13816rad/s 10.25
T mg
mr μω++=
==⨯，
则当角速度为2ω，2
22
1140.254N m r mg ωμ=⨯⨯=>，即绳子产生了拉力， 则2210.251T m r mg ωμω=-=-，[4,6]ω∈；
（2009年会考试题28，7分）⑴∵角速度最小时，f max 沿杆向上， 则max sin 45cos 45N F f mg ︒+︒=
2max 1cos 45sin 45N F f m r ω︒-︒=
且max 0.2N f F =，2
l
r =
∴ω1=10/3≈s ⑵当f max 沿杆向下时，有
max sin 45cos 45N F f mg ︒=︒+ ，2
max 2cos 45sin 45N F f m r ω︒+︒=
∴ω2=5rad/s
当细线拉力刚达到最大时，有max sin 45cos 45N F f mg ︒=︒+
2max max 3cos 45sin 45N F f F m r ω︒+︒+=
∴ω3=10rad/s
∴20/5/0.06 1.5/10/rad s rad s F rad s rad s ωωω⎧≤≤⎪=⎨⎪-≤<⎩
拉10
（
）3（5）
⑶根据动能定理，有223111
()()22
W m r m r ωω=- ∴W=。