《高考物理二轮复习 第三章 曲线运动 提能增分练（二）圆周运动的临界问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 第三章 曲线运动 提能增分练（二）圆周运动的临界问题（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散提能增分练(二)圆周运动的临界问题A级夺高分1.(2017重庆模拟)长度为L0.5 m的轻质细杆OA，A端有一质量为m3 kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2 m/s，g取10 m/s2，则此时小球受到轻质细杆的力为()A24 N的拉力 B24 N的支持力C6 N的支持力 D6 N的拉力解析：选C对通过A点时的小球分析，假设杆对小球施加了向下的拉力，由牛顿第二定律可知mgFm，解得：F6 N，负号
2、说明杆对小球是向上的支持力，选项C正确。2.(多选)(2017潍坊模拟)如图所示，水平面上有倾角为、质量为M的斜面体，质量为m的小物块放在斜面上，现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小物块上，绕小物块旋转一周，这个过程中斜面体和小物块始终保持静止状态。下列说法中正确的是()A小物块受到斜面的最大摩擦力为Fmgsin B小物块受到斜面的最大摩擦力为Fmgsin C斜面体受到地面的最大摩擦力为FD斜面体受到地面的最大摩擦力为Fcos 解析：选AC当力F方向沿斜面向下时，斜面体对小物块的静摩擦力最大，此时小物块受到斜面的最大摩擦力为Fmgsin ，选项A正确，B错误；当力F沿水平方向时，对斜面体
3、和小物块整体，地面对斜面体的静摩擦力最大，最大值是F，选项C正确，D错误。3在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到转轴的距离为r，如图所示，为了使电动机不会从地面上跳起，电动机飞轮的转动的角速度不能超过()A.g B. C. D. 解析：选B当重物运动到飞轮的最高点电动机要跳起时，重物对飞轮的作用力F恰好等于电动机的重力Mg，即FMg，以重物为研究对象，由牛顿第二定律得Mgmgm2r，解得 ，故B正确。4(2014安徽高考)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转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因
4、数为(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10 m/s2。则的最大值是()A. rad/s B. rad/s C1.0 rad/s D0.5 rad/s解析：选C物体随圆盘做圆周运动，运动到最低点时最容易滑动，因此物体在最低点且刚好要滑动时的转动角速度为最大值，这时，根据牛顿第二定律可知，mgcos 30mgsin 30mr2，解得1.0 rad/s，C项正确，A、B、D项错误。5.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，大小不计的甲、乙两物体的质量分别为M与m(Mm)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用一根长为l(lh，转动轴带动小球在光
5、滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度逐渐增大时，下列说法正确的是()A小球始终受三个力的作用B细绳上的拉力始终保持不变C要使小球不离开水平面，角速度的最大值为 D若小球飞离了水平面，则角速度的最小值为 解析：选C小球可以在水平面上转动，也可以飞离水平面，飞离水平面后只受重力和细绳的拉力两个力作用，A错误；小球飞离水平面后，随着角速度增大，细绳与竖直方向的夹角变大，设为，由牛顿第二定律得Tsin m2lsin 可知，随角速度变化，细绳的拉力T会发生变化，B错误；当小球对水平面的压力为零时，有Tcos mg，Tsin ml2sin ，解得临界角速度为 ，C正确，D错误。7.如图所示，两个用相同材料
6、制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA2RB。当主动A轮匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使小木块相对B轮也静止，则小木块距B轮转轴的最大距离为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A. B. C. DRB解析：选C根据题意知轮A和B靠摩擦传动，故两轮边缘的线速度大小相同，由vr得。由于小木块恰能相对静止在A轮边缘上，所以最大静摩擦力提供向心力，设动摩擦因数为，则mgmRA，设木块放在B轮上相对B轮恰能静止时，距B轮转轴的最大距离为r，则mgmr，由得r，C正确。8.(多选)(2017辽宁抚顺一中模拟)如图所示，两物块A、B套在水平粗
7、糙的杆CD上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到轴的距离为物块A到轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐慢慢增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是()AA受到的静摩擦力一直增大BB受到的静摩擦力先增大后保持不变CA受到的静摩擦力先增大后减小再增大DB受到的合外力先增大后保持不变解析：选BC根据fmmr2得 ，知当转速即角速度逐渐增大时，物块B先达到最大静摩擦力，角速度增大，物块B所受绳子的拉力和最大静摩擦力的
8、合力提供向心力；角速度继续增大，拉力增大，则物块A所受静摩擦力减小，当拉力增大到一定程度，物块A所受的静摩擦力减小到零后反向；角速度继续增大，物块A的静摩擦力反向增大。所以物块A所受的静摩擦力先增大后减小，又反向增大，物块B所受的静摩擦力一直增大，达到最大静摩擦力后不变，A错误，B、C正确；在转动过程中，物块B运动需要向心力来维持，一开始是静摩擦力作为向心力，当静摩擦力不足以提供向心力时，绳子的拉力作为补充，角速度再增大，当这两个力的合力不足以提供向心力时，物块将会发生相对滑动，根据向心力F向mr2可知，在发生相对滑动前物块B运动的半径是不变的，质量也不变，随着角速度的增大，向心力增大，而向心
9、力等于物块B所受的合外力，故D错误。9如图所示，轻绳的一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球(可视为质点)。当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力F、轻绳与竖直方向OP的夹角满足关系式Fabcos ，式中a、b为常数。若不计空气阻力，则当地的重力加速度为()A. B. C. D.解析：选D设小球在最低点，即0时的速度为v1，拉力为F1，在最高点，即180时的速度为v2，拉力为F2，在最低点有：F1mgm，在最高点有：F2mgm，根据动能定理有：2mgRmvmv，可得F1F26mg，对比Fabcos ，有F1ab，F2ab，故F1F22b，即6mg2b，故当地重力加
10、速度g，选项D正确。B级冲满分10.(2017湖南株洲二中模拟)用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，细线的张力为T，则T随2变化的图像是选项图中的()解析：选B设细线长为L，锥面与竖直方向夹角为，当0时，小球静止，受重力mg、支持力N和细线的拉力T而平衡，Tmgcos 0，A错误；增大时，T增大，N减小，当N0时，角速度为0，当0时，小球离开锥面，细线与竖直方向夹角变大，设为，由牛顿第二定律得Tsin m2Lsin ，所以TmL2，可知T2图线的斜率变大，所以B正确，C、D错误。11.(多选)(2017广州执信中学
11、检测)如图所示，质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木杆上的A点和C点。当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，若绳a、b的长分别为la、lb，且lal，则()A绳b被烧断前，绳a的拉力等于mg，绳b的拉力等于m2lbB绳b被烧断瞬间，绳a的拉力突然增大C绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D绳b被烧断后，小球仍在水平面内做匀速圆周运动解析：选ABC绳b被烧断前，在竖直方向上有Tamg，即绳a的拉力等于mg，水平方向有Tbm2lb，即绳b的拉力等于m2lb，选项A正
12、确；绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动，在最低点，由牛顿第二定律可知Tamgm，可知绳a的拉力突然增大，由la可知，mglam(lb)2，则小球不能摆到与A等高位置，选项B、C正确，D错误。12.(多选)(2017山东临沂质检)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，a绳与水平方向成角，b绳沿水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度匀速转动时，a、b两绳均伸直，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()Aa绳张力不可能为零Ba绳的张力随角速度的增大而增大C当角速度 ，b绳将出现张力D若b绳突然被剪断，a绳的张力可能不变解析：选AD小球在水
13、平面内做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳张力在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上小球受力平衡得，Fasin mg，解得Fa，可知a绳的张力不变，故B错误；当b绳张力为零时，有ml2，解得 ，可知当角速度 时，b绳出现张力，故C错误；由于b绳可能没有张力，故b绳突然被剪断，a绳的张力可能不变，故D正确。13.(多选)(2017郑州模拟)如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RAr，RB2r，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，下列说法正确的是()A此时绳子张力为3mgB此时圆盘的角速度为 C此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D此时烧断细线，A仍相对盘静止，B将做离心运动解析：选ABC两物体刚好未发生滑动时，A受背离圆心的静摩擦力，B受指向圆心的静摩擦力，其大小均为mg。则有：FTmgm2r，FTmgm22r，解得：FT3mg， ，故选项A、B、C正确；当烧断细线时，A所需向心力为Fm2r2mgFfm，所以A将发生滑动，选项D错误。14.(多选)
