2024年华师大版共同必修2物理上册月考试卷含答案

…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页，总=sectionpages22页第=page11页，总=sectionpages11页2024年华师大版共同必修2物理上册月考试卷含答案考试试卷考试范围：全部知识点；考试时间：120分钟学校：______姓名：______班级：______考号：______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共9题，共18分)1、如图所示，在一次海上救援行动中，直升机用悬索系住伤员，直升机和伤员一起在水平方向以v1=8m/s的速度匀速运动，同时悬索将伤员在竖直方向以v2=6m/s的速度匀速上拉，则伤员实际运动速度v的大小是（）

A.6m/sB.8m/sC.10m/sD.14m/s2、如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车沿斜面升高．当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为()

A.vsinθB.v/cosθC.vcosθD.v/sinθ3、如图（甲）所示；质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则。

A.时刻小球动能最大B.时刻小球动能最大C.~这段时间内，小球的动能先增加后减少D.~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能4、游乐场中的一种滑梯如图3所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑；沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则。

A.下滑过程中支持力对小朋友做功B.下滑过程中小朋友的重力势能增加C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功5、下列运动过程中，满足机械能守恒的是A.沿圆弧匀速下滑的物块B.在空气中匀速下落的雨滴C.沿竖直光滑圆轨道运动的小球D.平直轨道减速进站的列车6、为了行驶安全和减少对铁轨的磨损，火车转弯处轨道平面与水平面会有一个夹角.若火车以规定的速度行驶，则转弯时轮缘与铁轨无挤压.已知某转弯处轨道平面与水平面间夹角为α，转弯半径为R，规定行驶速率为v，重力加速度为g，则A.v=gRtanαB.v=gRsinαC.v=D.v=7、摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，当它转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，产生转弯需要的向心力；行走在直线上时，车厢又恢复原状．靠摆式车体的先进性无需对线路等设施进行较大的改造，就可以实现高速行车．假设有一摆式超高速列车在水平面内行驶，以的速度拐弯，拐弯半径为为了避免车厢内的对象、行李侧滑和站着的乘客失去平衡而跌倒，在拐弯过程中车厢自动倾斜，车厢底部与水平面的倾角的正切约为（）

A.0.18B.0.15C.0.09D.0.368、天气晴朗时，适合外出运动．某同学骑自行车到野外踏青，其所骑的自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4:1:16，如图所示，该同学用力蹬踏板后，单车在运动的过程中，下列说法正确的是：（）

A.小齿轮和后轮的角速度之比为16:1B.小齿轮边缘和后轮边缘上的质点的线速度大小之比为1:16C.大齿轮和小齿轮的角速度之比为1:1D.大齿轮和小齿轮边缘上的质点的向心加速度大小之比为4:19、已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是()A.卫星距地面的高度为B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度C.卫星运行时受到的向心力大小为GD.卫星运行的向心加速度大于地球表面的重力加速度评卷人得分二、多选题(共7题，共14分)10、长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端连接在光滑的铰链上，使小球在竖直平面内做圆周运动，最高点的速度为v.则在最高点处，下列说法正确的是A.v的最小值为B.当v逐渐增大时，向心力也增大C.当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐减小D.当v由逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大11、质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v，如图所示，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ；则物体在最低点时的（）

A.向心加速度为B.向心力为m（g+）C.对球壳的压力为D.受到的摩擦力为μm（g+）12、如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，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，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是。

A.当时，绳子没有弹力B.当时，B相对于转盘会滑动C.ω在范围内时，B所受摩擦力不变D.ω在范围内增大时，A所受摩擦力先不变后增大13、如图所示，轻绳的一端系一小球，另一端固定于点，在点的正下方点钉颗一钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时()

A.小球的角速度突然变大B.小球的瞬时速度突然变大C.绳上拉力突然变小D.球的加速度突然变大14、如图，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的．其原理可简化为图中所示的模型．A、B是转动的齿轮边缘的两点，若A轮半径是B轮半径的倍，则下列说法中正确的是（）

A.B两点的线速度大小之比为B.B两点的角速度大小C.B两点的周期之比为D.B两点的向心加速度之比为15、质量为M的滑块沿着高为h长为l的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程（）A.重力对滑块所做的功等于mghB.滑块克服阻力所做的功等于mghC.合力对滑块所做的功为mghD.合力对滑块所做的功不能确定16、节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车．有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kW．当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为．此过程中发动机功率的五分之一用于轿车的牵引，五分之四用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．下列说法正确的是A.轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力的大小为2×10³NB.驾驶员启动电磁阻尼轿车做减速运动，速度变为过程的时间为3.2sC.轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能D.轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能维持72km/h匀速运动的距离为31.5m评卷人得分三、填空题(共6题，共12分)17、如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则vA____vB，ωA____ωB，TA___TB．(填“>”“＝”或“<”)

18、铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是1.5m，规定火车通过这里的速度是20m/s，内外轨的高度差应该是_______m，才能使内外轨刚好不受轮缘的挤压。若速度大于20m/s，则车轮轮缘会挤压_______。（填内轨或外轨）(g="10"m／s2)19、质量为m的汽车，在半径为20m的圆形水平路面上行驶，最大静摩擦力是车重的0.5倍，为了不使轮胎在公路上打滑，汽车速度不应超过__________m/s.(g取10m/s2)20、放在草地上质量为0.8kg的足球，被运动员甲以10m/s的速度踢出，则球的动能为______J；当此球以5m/s的速度向运动员乙飞来时，又被运动员乙以5m/s的速度反向踢回，球的动能改变量为为______J。21、如图所示，弯折的直角轻杆ABCO通过铰链O连接在地面上，AB=BC=OC=9m，一质量为m的小滑块以足够大的初始速度，在杆上从C点左侧x0=2m处向左运动，作用于A点的水平向右拉力F可以保证BC始终水平。若滑块与杆之间的动摩擦因数与离开C点的距离x满足μx=1，则滑块的运动位移s=________________m时拉力F达到最小。若滑块的初始速度v0=5m/s，且μ=0.5-0.1x（μ=0后不再变化），则滑块达到C点左侧x=4m处时，速度减为v=_________________m/s。

22、水平传送带始终以速度v匀速运动，某时刻放上一个初速度为零的小物块，最后小物块与传送带以共同的速度运动。已知小物块与传送带间的滑动摩擦力为f，在小物块与传送带间有相对运动的过程中，小物块的对地位移为传送带的对地位移为则滑动摩擦力对小物块做的功为______，摩擦生热为______。评卷人得分四、实验题(共2题，共12分)23、某同学通过实验测量玩具上的小直流电动机转动的角速度大小；如图甲所示，将直径约为3cm的圆盘固定在电动机转动轴上，将纸带的一端穿过打点计时器后，固定在圆盘的侧面，圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘的侧面上，打点计时器所接交流电的频率为50Hz.

(1)实验时，应先接通________(选填“电动机”或“打点计时器”)电源．

(2)实验得到一卷盘绕在圆盘上的纸带，将纸带抽出一小段，测量相邻2个点之间的长度L1，以及此时圆盘的直径d1，再抽出较长的一段纸带后撕掉，然后抽出一小段测量相邻2个点之间的长度L2，以及此时圆盘的直径d2，重复上述步骤，将数据记录在表格中，其中一段纸带如图乙所示，测得打下这些点时，纸带运动的速度大小为________m/s.测得此时圆盘直径为5.60cm，则可求得电动机转动的角速度为________rad/s.(结果均保留两位有效数字)

(3)该同学根据测量数据，作出了纸带运动速度(v)与相应圆盘直径(d)的关系图象，如图丙所示．分析图线，可知电动机转动的角速度在实验过程中________(选填“增大”“减小”或“不变”)．24、某实验小组用如图甲所示的装置测定物块与水平木板间的动摩擦因数。实验部分步骤如下：给物块一初速度使其向右运动，O点正上方的光电门记下物块上遮光条的挡光时间t，测量物块停止运动时物块到O点的距离x，多次改变速度，并记下多组x、t，已知重力加速度为g0

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则d=________mm；

(2)本实验________(填“需要”或“不需要”)测量物块的质量；

(3)该小组同学处理数据时作出了关系图线，图线的斜率为k则物块与桌面间的动摩擦因数为_________(用题目中的字母表示)。评卷人得分五、解答题(共4题，共12分)25、某游乐场的一项游乐设施如图甲所示，可以简化为如图乙所示的模型，已知圆盘的半径为R＝2.5m，悬绳长L＝R；圆盘启动后始终以恒定的角速度转动，圆盘先沿着杆匀加速上升，再匀减速上升直到到达最高点(整个上升过程比较缓慢)，当圆盘上升到最高点转动时，悬绳与竖直方向的夹角为45°，重力加速度取g＝10m/s2．求：

(1)圆盘转动的角速度；

(2)若圆盘到达最高点时离地面的高度为h＝22.5m；为了防止乘客携带的物品意外掉落砸伤地面上的行人，地面上至少要设置多大面积的区域不能通行；

(3)已知甲乙两名乘客的质量分别是m1和m2(m1>m2)，在圆盘加速上升的过程中，他们座椅上的悬绳与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2，比较θ1和θ2的大小关系．26、有一个质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥，重力加速度g取10m/s2．

（1）汽车到达桥顶时速度为5m/s；汽车对桥的压力是多大；

（2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥面没有压力；

（3）假如拱桥的半径增大到与地球R=6370km一样，当汽车的速度不断地增大就会在桥上腾空形成绕地球做圆周运动的卫星，求使汽车成为卫星的最小速度（结果可带根号）．27、长为0.5m，质量可忽略的杆，其一端固定于离地面高度为5.5m的O点，另一端连有质量m=2kg的小球，它绕O点做圆周运动，如图所示，已知g取10m/s2．

（1）当小球通过最高点时，速度v=1m/s，求杆受到的力（说明是拉力还是压力）．

（2）若轻杆所能承受的最大拉力为420N，试求小球做圆周运动的最大速度．

（3）若在第（2）问中，轻杆恰好在最低点处断裂，试求小球落地时的速度

28、如图所示；在“探究功与速度变化的关系”的实验中，小车是在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条；3条，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）实验中；小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是()

A．放开小车；能够自由下滑即可。

B.放开小车；能够匀速下滑即可。

C．放开拖着纸带的小车；能够自由下滑即可。

D．放开拖着纸带的小车；能够匀速下滑即可。

（2）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的____部分进行测量。

A．CE段B．DF段C．EG段D．HK段。

（3）能够实现橡皮筋对小车做功整数倍变化的是()

A．增加相同橡皮筋的条数；使小车每次从同一位置释放。

B．橡皮筋两端固定；使橡皮筋的伸长量依次加倍。

C．橡皮筋两端固定；使橡皮筋的长度依次加倍。

D．释放小车的位置等间距的变化参考答案一、选择题(共9题，共18分)1、C【分析】【详解】

伤员参加了两个分运动，即水平和竖直方向都是匀速运动，根据平行四边形定则，可得合速度的大小为：故C正确，ABD错误．2、C【分析】【详解】

将M物体的速度按图示两个方向分解；如图所示。

则绳子的速率为：

而绳子速率等于物体m的速率；则有物体m的速率为。

故选C．3、C【分析】【详解】

小球在接触弹簧之前做自由落体．碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能．上升过程恰好与下降过程互逆．由乙图可知时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内，重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大，A错误；时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小，B错误；时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，C正确D错误．4、D【分析】【分析】

【详解】

A．下滑过程中小朋友受到的支持力与运动方向垂直；支持力不做功，A错误．

B．下滑过程中；小朋友高度下降，重力做正功，其重力势能减小，B错误．

C．整个运动过程中；摩擦力做功，小朋友的机械能减小，转化为内能，C错误．

D．在水平面滑动过程中，摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力对小朋友做负功，故D正确．5、C【分析】【详解】

A．圆弧匀速下滑；动能不变，重力势能减小，机械能等于重力势能与动能之和，所以机械能减小，不守恒，A错误。

B．匀速下落的雨滴；动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，不守恒，B错误。

C．沿竖直光滑圆轨道运动的小球；只有重力做功，动能和重力势能相互转化，总机械能不变，守恒，C正确。

D．平直轨道减速进站的列车，重力势能不变，动能减小，所以机械能减小，不守恒，D错误6、D【分析】【详解】

火车受力如图所示：

在转弯处火车按规定速度行驶时，火车所需要的向心力由重力和支持力的合力提供，有：F合=mgtanα，根据牛顿第二定律有：解得火车规定行驶速度为：

A.v=gRtanα与计算结果不相符；故A错误.

Bv=gRsinα与计算结果不相符；故B错误.

C.v=与计算结果不相符；故C错误.

D.v=与计算结果相符；故D正确.7、A【分析】【详解】

根据牛顿第二定律得：

解得：．

A.0.18；与结论相符，选项A符合题意；

B.0.15；与结论不相符，选项B不符合题意；

C.0.09；与结论不相符，选项C不符合题意；

D.0.36，与结论不相符，选项D不符合题意；8、B【分析】【详解】

A.小齿轮与后轮属于同轴转动；具有相同角速度，所以小齿轮和后轮的角速度之比为1:1，A错误。

B.线速度关系式：因为角速度相同，所以线速度比为1:16，B正确。

C.大齿轮和小齿轮边缘是皮带传动模型，具有相同线速度：所以角速度与半径成正比，所以角速度之比4：1，C错误。

D.根据向心加速度方程：大齿轮和小齿轮边缘上的质点线速度相同，所以加速度与半径成反比，所以加速度之比为1：4，D错误9、B【分析】同步卫星周期为T，由得第一宇宙速度是环绕地球的最大速度，随着半径的增大，线速度减小，卫星运行时受到的向心力大小为在地球表面时，由黄金代换对于同步卫星有所以卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度二、多选题(共7题，共14分)10、B:D【分析】【详解】

A．由于轻杆能支撑小球；则小球在最高点的最小速度为零，故A错误；

B．在最高点，根据

得速度增大；向心力也逐渐增大，故B正确；

C．在最高点，若速度

杆子的作用力为零，当

时；杆子表现为支持力，速度减小，向心力减小，则杆子对小球的支持力增大，故C错误；

D．当

杆子表现为拉力；速度增大，向心力增大，则杆子对小球的拉力增大，故D正确。

故选BD。11、A:D【分析】【分析】

【详解】

A．物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为r，向心加速度为an=故A正确；

B．根据牛顿第二定律得知，物体在最低点时的向心力Fn=man=m

故B错误；

C．根据牛顿第二定律得N-mg=m

得到金属球壳对小球的支持力N=m（g+）

由牛顿第三定律可知，小球对金属球壳的压力大小N′=m（g+）

故C错误；

D．物体在最低点时，受到的摩擦力为f=μN=μm（g+）

故D正确。

故选AD。

【点睛】

本题是变速圆周运动动力学问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源。对于变速圆周运动，由指向圆心的合力提供向心力。12、A:B:C【分析】【详解】

当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，kmg=m•2Lω2，解得知时，绳子没弹力，故A正确．当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有：kmg-T=mLω2，对B有：T+kmg=m•2Lω2，解得当时，A、B相对于转盘会滑动,故B正确．时B已经达到最大静摩擦力，则ω在内，B受到的摩擦力不变，故C正确．当ω在范围内，A相对转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，所以f-T=mLω2；当ω增大时，静摩擦力也增大，故D错误．故选ABC.

【点睛】

此题关键要知道这样的物理过程：开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A的静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，开始发生相对滑动．13、A:D【分析】【详解】

AB.因为碰到钉子前后瞬间水平方向没有作用力，瞬时速度大小不变；但因为圆周半径变小，角速度变大，A正确B错误．

CD.根据可知，球的加速度变大；根据向心力方程可知，绳的拉力变大，C错误D正确．14、A:B【分析】【详解】

A、B项：正带的传动属于齿轮传动，A与B的线速度大小相等，二者的半径不同，由v=ωr可知，角速度所以角速度之比等于半径的反比即为2：3，故A；B正确；

C项：由公式可知；周期之比等于角速度反比即3：2，故C错误；

D项：由公式可知，故D错误．15、A:B【分析】【分析】

【详解】

A．重力做功只与重力和高度差有关，与路径无关W=mgh

选项A正确；

BCD．由于滑块匀速下滑，应用动能定理

即合力对滑块做功为零；选项B正确，CD错误；

故选AB。16、A:C:D【分析】【详解】

A.轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，由可得：．故A项符合题意．

B.驾驶员启动电磁阻尼后，若轿车减速运动，则平均速度为所用时间为因汽车保持功率一定做减速运动；则不是匀减速运动，则运动时间不等于3.2s，故B不符合题意。

C.轿车从90km/h减速到72km/h过程中，运动L=72m，由动能定理可得获得的电能联立解得：．故C项符合题意．

D.据可得，轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电匀速运动的距离．故D项符合题意．三、填空题(共6题，共12分)17、略

【分析】【详解】

对任一小球受力分析，受重力和支持力，如图，由重力与支持力的合力提供向心力，则

根据牛顿第二定律，有T=mgtanθ=m=mω2r；则得：v=ω=因为A球的转动半径r较大，则有：vA＞vB，ωA＜ωB．Ta=Tb

【点睛】

解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的合力提供向心力．会通过F合=ma=m比较线速度、角速度的大小．【解析】><=18、略

【分析】【详解】

[1]如图所示。

根据牛顿第二定律得

解得

由于较小，则

故

得

[2]若速度大于则需要的向心力变大，则轮缘会挤压外轨。【解析】0.2m外轨19、略

【分析】质量为m的汽车，在半径为20m的圆形水平路面上行驶时，静摩擦力提供向心力，最大静摩擦力对应汽车行驶的最大速度，所以有：kmg=m得：v=m/s="10"m/s.

思路分析：根据静摩擦力提供向心力，当摩擦力最大时，汽车的速度最大，根据kmg=m代入数据可得最大速度不得超过10m/s。

试题点评：考查静摩擦力作用下的匀速圆周运动的实例分析【解析】1020、略

【分析】【详解】

足球的动能为：动能的该变量为：．【解析】40J0J21、略

【分析】【详解】

[1]滑块向左做减速运动，对杆有压力和向左的滑动摩擦力；

对杆，根据力矩平衡条件，有：

代入数据和，有：

当，即时，拉力达到最小；

[2]滑块从点达到点左侧处过程，根据动能定理，有：

其中：

联立解得：。【解析】3122、略

【分析】【分析】

【详解】

[1]小物块滑动过程只有摩擦力做功，故由动能定理可得，滑动摩擦力对小物块做的功为

[2]又有物块质量m未知，故滑动摩擦力对小物块做的功为fx1；传送带速度大于物块速度，故小物块对传送带的相对位移为x=x2-x1

则摩擦生热为Q=fx=f(x2-x1)【解析】四、实验题(共2题，共12分)23、略

【分析】【分析】

（1）实验时,应先接通打点计时器电源，再接通电动机的电源；（2）根据求解线速度，根据求解角速度；（3）根据v=ωr=ωD结合图像判断角速度的变化.

【详解】

（1）实验时,应先接通打点计时器电源；再接通电动机的电源；

（2）纸带运动的速度大小为

角速度

（3）根据v=ωr=ωD，因v-D图像是过原点的直线，可知ω不变.【解析】打点计时器1.864不变24、略

【分析】【详解】

（1）[1]由图示游标卡尺可知；其示数为：6mm+0.05×10mm=6.50mm。

（2）[2]根据动能定理可知：且速度代入化简得：由此可知本实验不需要测理物块的质量；

（3）[3]根据可知图线的斜率为解得：【解析】6.50不需要五、解答题(共4题，共12分)25、略

【分析】【详解】

(1)设乘客和座椅的总质量是m，悬绳拉力为FT

竖直方向上：FTcosθ＝mg

水平方向上：FTsinθ＝mω2(R＋Rsinθ)

以上两式联立解得ω＝rad/s．

(2)物品掉落时的速度v＝ω(R＋Rsinθ)＝5m/s

物品掉落后做平抛运动。

竖直方向有h－Rcosθ＝

解得t＝2s

平抛运动的水平位移为x＝vt＝10m

设置禁止通行区域半径为R′＝＝15m

得S＝πR′2＝225πm2．

(3)设加速上升过程中，圆盘上升加速度为a

竖直方向：FTcosθ－mg＝ma

水平方向：FTsinθ＝mω2(R＋Rsinθ)

两式联立可得(g＋a)tanθ＝ω2(R＋Rsinθ)

可见θ与质量无关，即θ1＝θ2．

点睛：此题是圆锥摆运动、平抛运动以及在转盘上的圆周运动的结合题；圆周运动问题关键