2021年高考物理一轮复习专题测试专题04 曲线运动(解析版)

2mg

(2)因为图线的斜率k＝＝1 N/m，得R＝1 m

R在A点小球不脱离轨道的条件为vA≥Rg 结合(1)解得：xm＝17.5 m 答案 (1)0.05 kg (2)17.5 m

19.（10分）如图所示,细绳一端系着质量 m'=0.6 kg的铁块,静止在水平面上,另一端通过光滑的小孔吊着质量m=0.3 kg 的木块,铁块的重心与圆孔的水平距离为0.2 m,并知铁块和水平面间的最大静摩擦力为2 N。现使此平面绕中心轴线转动,问角速度ω在什么范围,木块会处于静止状态。(取g=10 m/s2)

答案 2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s

解析 要使木块静止,铁块也应与水平面相对静止,而铁块与水平面相对静止时有两个临界状态当ω为所求范围最小值时,铁块有向着圆心运动的趋势,水平面对铁块的静摩擦力的方向背离圆心,大小等于最大静摩擦力2 N 此时,对铁块运用牛顿第二定律

2有T-fmax=m'??1r,且T=mg

解得ω1=2.9 rad/s

当ω为所求范围最大值时,铁块有背离圆心运动的趋势,水平面对铁块的静摩擦力的方向指向圆心,大小还等于最大静摩擦力2 N 再对铁块运用牛顿第二定律

2有T+fmax=m'??2r,且T=mg

解得ω2=6.5 rad/s

所以,题中所求ω的范围是2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s