文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2024 高考物理二轮复习80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型16 水平转盘模型
最新高考题
1. （2023 高考江苏学业水平选择性考试）“转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为
m 的发光物体放在半径为r 的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子
一起在水平面内绕A 点做匀速圆周运动。当角速度为
时，碟子边缘看似一个光环。求此
时发光物体的速度大小
和受到的静摩擦力大小f。
【参考答案】
；
【名师解析】
发光体的速度
发光体做匀速圆周运动，则静摩擦力充当做圆周运动的向心力，则静摩擦力大小为
2．（2019 海南物理·6）.如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖
直转轴
的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等
于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕
轴匀速转动，则
圆盘转动的最大角速度为（ ）
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A.
B.
C.
D.
【参考答案】B
【名师解析】硬币与圆盘一起绕
轴匀速转动，隔离硬币，由牛顿第二定律，
μmg=mω2r，解得：圆盘转动的最大角速度为ω=
，选项B 正确。
3 (2014 高考全国新课标理综I)如图，两个质量均为m 的小木块a 和b(可视为质点)放在水
平圆盘上，a 与转轴OO′的距离为l，b 与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为
木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用
ω 表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是
A．b 一定比a 先开始滑动
B．a、b 所受的摩擦力始终相等
C．ω=√
kg
2l 是b 开始滑动的临界角速度
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．当ω=√
2kg
3l 时，a 所受摩擦力的大小为kmg
【名师解析】：两物块共轴转动，角速度相等，b 的转动半径是a 的2 倍，所以b 物块最先
达到最大静摩擦，最先滑动，选项A 正确；两物块的向心力由静摩擦力提供的，由于半
径不等，所以向心力不等，选项B 错误；当b 开始滑动时，kmg=mω2.2l，解得ω=√
kg
2l ,
选项C 正确；当ω=√
2kg
3l 时，由f=mω2l，解得f=
2
3 kmg，选项D 错误。
【参考答案】：A C
4.(2014 安徽理综第19 题)如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定
角速度ω 转动，盘面离转轴距离2.5m 处有一小物体与圆盘始终保持静止。物体与盘面间的
动摩擦因数为
√3
2 （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30°，g 取
10m/s2。则ω 的最大值是
A．√5 rad/s B．√3 rad/s
C．1.0rad/s D．0.5rad/s
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【名师解析】：当物体与转盘间不发生相对运动时，物体所受最大静摩擦力和重力沿斜面
的分力提供向心力，随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转
到最低点位置。小物体转动到最低点时，其合外力为静摩擦力减去重力沿盘面向下的分力
由牛顿第二定律，合外力提供向心力，有f-mgsin30°=mrω2。当静摩擦力达到最大时，即
f=μmgcos30°时，对应振动角速度ω 的最大值.，解得：ω=1.0rad/s。选项C 正确。
【参考答案】：C
最新模拟题
1. (2023 重庆南开中学期末)如图所示，叠放在水平圆形转台上的物体A、B 能随转台在半
径r 的圆周上运动，A、B 质量均为m，A 与B、B 与转台间的动摩擦因数分别为0.2、
0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. B 对A 的摩擦力一定为
B. 在转台的角速度不断增大的过程中，A 先相对滑动被甩出
C. 在转台的角速度不断增大的过程中，A 受到的摩擦力一定指向圆心
D. A、B 能随转台一起转动的最大角速度为
【参考答案】B
【名师解析】
由题意，可知若A 与B 一起以角速度
匀速转动，根据牛顿第二定律可得B 对A 的摩擦力
为静摩擦力，大小为
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
故A 错误；
在转台的角速度不断增大的过程中，设当B 对A 的最大静摩擦力恰好提供向心力时，转台
的角速度为
，对A 根据牛顿第二定律，有
此时设转台对B 的摩擦力为
，根据牛顿第二定律有
求得此时转台对B 的摩擦力为
而转台对B 的最大静摩擦力为
所以，可知在转台的角速度不断增大的过程中，A 先达到最大静摩擦力，则A 先相对滑动
被甩出，故B 正确；
在转台的角速度不断增大的过程中，若A 发生相对滑动被甩出，在转台上发生滑动时，此
时A 不是做匀速圆周运动，其受到的摩擦力不指向圆心，故C 错误；
由选项B 分析可知，A、B 能随转台一起转动的最大角速度为
故D 错误。
2. （2024 河南名校联考）如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，沿直径方向放着用细线相
连的质量均为m 的物体A 和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，A
和B 与圆盘间的动摩擦因数分别为μ 和
，圆盘静止时细线刚好伸直且无张力。设最大静
摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现让圆盘从静止开始缓慢加速，则（ ）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A. 当
时， 细线中没有张力
B. 当ω=
时，物体A 受到的摩擦力指向圆心
C. 当ω=
时，两物体刚好不滑动
D. 当两物体刚好不滑动时烧断绳子，A 仍相对圆盘静止，B 将做离心运动
【参考答案】AC
【名师解析】
当最大静摩擦力提供向心力时，对B 则有
解得
对A 则有
解得
可知当
时， 细线中没有张力，A 正确；
B．当ω=
时，对A 所需向心力，则有
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
对B 所需向心力，则有
由以上计算可知，B 对A 的拉力恰好提供A 做圆周运动的向心力，因此A 受到的摩擦力是
零，B 错误；
C．当两物体刚好不滑动时，对B 则有
对A 则有
联立两式解得
ω=
C 正确；
D．当两物体刚好不滑动时，在烧断绳子的瞬间，A 所需向心力为
B 所需向心力为
可知两物体的最大静摩擦力都不足以提供向心力，因此A 和B 都将做离心运动，D 错误。
。
3．（2023 四川成都七中二诊）如图，水平放置餐桌的桌面为圆形，半径为
。为方便用
餐，中心放置一个可绕其中心轴转动的圆盘，圆盘半径为，圆心与餐桌圆心重合。在圆
盘的边缘放置一个质量为
的小物块，小物块与圆盘间的动摩擦因数为
，小物块与餐桌
间的动摩擦因数为
。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为
，圆盘厚度及圆盘
与餐桌间的间隙不计，小物块可看作质点。由静止开始，缓慢增加圆盘转速，则（ ）
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．当圆盘角速度增大到
时，小物块恰好从圆盘上滑落
B．小物块从圆盘上滑落后，小物块在餐桌上做曲线运动
C．若小物块从圆盘上滑落后，恰好停在餐桌的边缘，则在桌面上滑动过程中因摩擦产生
的内能大于
D．小物块在圆盘上的加速度一定小于小物块在桌面上运动时的加速度
【参考答案】A
【名师解析】当小物块所受静摩擦力最大时，设转速为ω1，则
解得
，此时小物块恰好要从圆盘上滑落，故A 正确；
B．当小物块滑落时，后续在餐桌上将做匀减速直线运动，而非曲线运动，故B 错误；
C．小物块从圆盘上后，恰好停在餐桌盘的运动轨迹如下图所示
位移距离为
，则产生的内能大小为
，故C 错误；
小物块在圆盘上的最大加速度为，
，小物块在桌面上的加速度大小为，
，由于不知道两个动摩擦因素之间的关系，因此小物块在圆盘上的最大加
速度不一定小于小物块在桌面上运动时的加速度，更别说小物块在圆盘上的加速度取值范
围为0~a1（圆盘的转速是缓慢增加的）。故D 错误。
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
。
4.（2023 四川重点高中质检）如图所示，水平放置的光滑桌面中心开有光滑的小孔，轻质
细绳穿过小孔一端连接质量为m 的小球，另一端连接总质量为8m 的漏斗（其中西沙的质
量为7m），小球在轨道1 上做匀速圆周运动。某时刻起，漏斗内细沙缓慢流出而漏斗缓慢
上升。漏斗内细沙全部流出时漏斗上升的高度为h，之后小球在轨道2 上做匀速圆周运动，
此过程中小球在任意相等时间内扫过的面积相等，重力加速度大小为g，下列说法正确的
是
A.小球在单位时间内扫过的面积为2
B.小球在轨道1 上运动时的动能为4mgh
C.小球在轨道2 上运动时的动能为mgh
D.此过程中细绳对漏斗做的功为3mgh
【参考答案】BCD
【名师解析】设轨道1、2 的半径分别为r1、r2，小球在轨道1、2 运动时的速度分别为
v1、v2，根据已知条件有 8mg=m
，mg=m
，根据题述，此过程中小球在任意相等时
间内扫过的面积相等，可得v1 r1=v2r2，r2- r1=h，解得r2=2 r1=2h，小球在单位时间内扫过
的面积为
，A 错误；小球在轨道1 上运动时的动能为
=4mgh，选项B 正确；小
球在轨道2 上运动时的动能为
=mgh，选项C 正确；此过程中小球动能变化为
-
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
=mgh -4mgh=-3mgh，细绳对漏斗做的功为3mgh，选项D 正确。
5. (2023 湖南怀化名校质检)如图所示，粗糙水平转台上，可视为质点的木块A、B 叠放在
一起，放在水平转台上随转台一起绕固定转轴匀速转动，A 的质量为
，B 的质量为
．
已知A、B 到转动轴的距离为
，A 与B 间的动摩擦因数为
，B 与转台间的动摩
擦因数为
，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取
）则下列说法正确的是(
)
A. B 需要的向心力是A 的3 倍
B. 转台对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的3 倍
C. 如果木块A、B 与转台始终保持相对静止，转台角速度
的最大值为
D. 随着角速度的不断增大，A 先滑动
【参考答案】BD
【名师解析】
根据
可知B 需要的向心力是A 的2 倍，选项A 错误；
对木块A，B 对A 的摩擦力提供向心力，则有
以AB 为整体，转台对B 的摩擦力提供整体的向心力，则有
则转台对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的3 倍，选项B 正确；
因A 与B 之间的动摩擦因数较小，故当角速度增加时A 先滑动，设A 刚要滑动时转台的角
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
速度为
，此时有
解得转台的最大角速度为
选项C 错误，D 正确；
6、（2023 浙江名校联盟联考）（8 分）如图甲，这是湖南电视台“智勇大冲关”游戏节目
中的大转盘游戏环节，经验不足的人会坐在转盘边缘，当转盘转速达到某一数值时，人恰
好滑离转盘落入水中，等效模型如图乙．现测得转盘半径R=0.5m，离水面的高度
H=0.8m，人落水过程的水平位移大小x=0.4m.设人所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
人视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2.求：
（1）人恰好离开转盘时的初速度大小v0；
（2）人与转盘间的动摩擦因数μ．
（3）人落水时的速度大小v.
【名师解析】（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有：
①（1 分）
在水平方向上有
②
由①②式解得
③（1 分）
（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有
④（1 分）
⑤（1 分）
由③④⑤式，代入数据解得
（1 分）
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）由动能定理，mgH=
-
解得v=
（3 分，
7. （2024 山东济宁名校联考） 如图所示，质量
的物体置于可绕竖直轴匀速转动
的平台上，M 用细绳通过光滑的定滑轮与质量为
的物体相连，m 悬于空中与M 都
处于静止状态。假定M 与轴O 的距离r=0.5m，与平台的最大静摩擦力为其重力的0.3 倍，
试问：
（1）M 受到的静摩擦力最小时，平台转动的角速度ω0为多大；
（2）要保持M 与平台相对静止，平台转动的角速度不得超过多大。
【参考答案】（1）
；（2）
【名师解析】
（1）静摩擦力最小为零，对M
对m
联立得
（2）转盘角速度最大时，M 所受最大静摩擦力指向O，对M
对m
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
联立得
8. （2023 年7 月浙江九校期末联考）水平转盘可以绕竖直轴
转动，半径
，
转盘中心
处有一个光滑小孔，用一根长
细线穿过小孔将质量分别为
、
的小球A 和小物块B 连接，小物块B 放在水平转盘的边缘且与
转盘保持相对静止，如图所示。现让小球A 在水平面做角速度
的匀速圆周运
动，小物块B 与水平转盘间的动摩擦因数
（取
），求：
（1）
与竖直方向的夹角
及细线上的拉力大小；
（2）小球A 运动速度大小不变，现使水平转盘转动起来，要使小物块B 与水平转盘间保
持相对静止，求水平转盘角速度
的取值范围。（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
【参考答案】（1）
，
；（2）
【名师解析】
（1）对A 受力分析，可知
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
由牛顿第二定律得
其中
解得
，
，
（2）当物体B 受到的最大静摩擦力
指向圆心时，转盘
最大，有
解得
当物体B 受到的最大静摩擦力
背离圆心时，转盘
最小，有
解得
综上所述角速度的范围
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
15
