高中物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析 .pdfVIP

高中物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析--第1页

高中物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析

一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动

1．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴

OmAμ

上，另一端系一质量为的物体，物体与盘面间的动摩擦因数为，开始时弹簧未发

l

生形变，长度为．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求：

（1）盘的转速ω多大时，物体A开始滑动？

0

（2）当转速缓慢增大到2ωAx

时，仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△是多少？

0



3mgl

g

12

【答案】（）（）



lkl4mg

【解析】

【分析】

（1）物体A随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转

速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静

摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω．

0

（2）当角速度达到2ω时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定

0

x．

律求解弹簧的伸长量△

【详解】

若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提

供向心力．

（1）当圆盘转速为nA

时，即将开始滑动，此时它所受的最大静摩擦力提供向心力，则

0

有：

μmg＝mlω2，

0



g

解得：ω=．

0l



g

即当ω＝时物体A开始滑动．

0l

（2）当圆盘转速达到2ω时，物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力，需要弹簧的

0

μmg+kx＝mr2，

弹力来补充，即：△ω

1

r=l+x

△



3mgl

V＝

解得：x



kl4mg

【点