《2018届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《2018届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（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、提能增分练（二）圆周运动的临界问题A级一一夺高分1.（2017 重庆模拟）长度为L= 0.5 m的轻质细杆OA A端有一质量为 m（= 3 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/s 2，则此时小球受到轻质细杆的力为（A. 24 N的拉力.6 N的拉力C. 6 N的支持力解析：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，由牛顿第二2定律可知m少F= mL，解得：F=- 6 N，负号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0、质量为 M的斜面体，质
2、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。F列说法中正确的是（）#、护A.小物块受到斜面的最大摩擦力为ylLAt AtF+ mgsin 0B.小物块受到斜面的最大摩擦力为F- mgsin 0C.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 0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 F+ mgin 0，选项A正确，B错误；当力F沿水平方向时，对斜面体和小物块整体，地面对斜面体的静摩擦力最大，最大值是F,选项C正确，
3、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ifD.#F恰好解析：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等于电动机的重力 Mg即F= Mg以重物为研究对象，由牛顿第二定律得Mg+ mg= m3 2r,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3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数为I 、匸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/s
4、 2。贝y 3的最大值是（.0.5 rad/sA. 5 rad/s B.3 rad/s C . 1.0 rad/s D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mccos 30 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，2V -mgin 30 = mr，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、乙两物体的卩倍，两物体用一要使两物体与转盘之间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大质量分别为m与mMm，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的 根长为1（1
5、 h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度( )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gD.若小球飞离了水平面，则角速度的最小值为g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 3，由牛顿第二定律得 Tsin 3 = mto2lsin 3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 0 = mg Tsin 0 =mlo 2sin0，解得临界角速度为o
6、g, C正确，D错误。gl cos 07. 如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA= 2甩。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）（RBA.RRFBB.R解析：选根据题意知轮A和B靠摩擦传动，故两轮边缘的线速度大小相同，由v =。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，则卩mg= mo忑 ，设木块放在 B轮上相对B轮恰能静止时,2R距B轮转轴的最大距离为 r,贝U卩mg= m
7、to b，由得=三，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（）A.A受到的静摩擦力一直增大B.B受到的静摩擦力先增大后保持不变C.A受到的静摩擦力先增大后减小再增大D.B受到的合外力先增大后保持不变解析：选BC
8、根据fm= mrw 2得3力；角速度继续增大，拉力增大，则物块块A所受的静摩擦力减小到零后反向;物块A所受的静摩擦力先增大后减小,最大静摩擦力后不变，A错误，B、角速度继续增大，物块A的静摩擦力反向增大。 所以 又反向增大，物块B所受的静摩擦力一直增大，C正确；在转动过程中，物块 B运动需要向心力来维持，达到f m,知当转速即角速度逐渐增大时，物块Bmr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合力提供向心 A所受静摩擦力减小，当拉力增大到一定程度，物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
9、以提供向心力时， 物块将会发生相对滑动， 根据向心力B运动的半径是不变的，质量也不变，随着角速度2F向=m3 可知，在发生相对滑动前物块的增大，向心力增大，而向心力等于物块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17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向OP的夹角0F、轻绳与竖直方I满足关系式F= a + bcos 0，式中a、b为常数。若不计空气阻力，则当地的重力加速度为bA. B.2m2bmC.3bm解析：选D设小球在最低点，即D._b3m0 = 0时的速度为Vi,拉力为Fi,在最咼点，即0 =
10、2V2F2+ mg= nR,根2Vi180时的速度为 V2，拉力为F2,在最低点有：Fi mg= mR,在最高点有:据动能定理有：1 2 1 22mg= mv mv，可得 F F = 6mg 对比 F= a+ bcos 0，有 R= a+ b,F2 = a b,故Fi F2= 2b,即6mg= 2b,故当地重力加速度 g=鑫 选项D正确。B级一一冲满分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3 ,细线的张力光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为为T,贝U T随3 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
11、直方向夹角为 B ,当3= 0时，小球静止，受重力mg支持力N和细线的拉力T而平衡，T= mgcos 9工0, A错误；3增大时，T增大，N减小，当N= 0时，角速度为3 ,当3 3 o 时，小球离开锥面，2细线与竖直方向夹角变大，设为3，由牛顿第二定律得 Tsin3 = m3 Lsin 3，所以T=m3 2,可知T- 3 2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3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
12、图示位置时，绳b被烧断的2同时轻杆停止转动，若绳a、b的长分别为la、lb,且2訂12，则（）A. 绳b被烧断前，绳 a的拉力等于 mg绳b的拉力等于 m3 2l bB. 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勺竖直平面内摆动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， 向有Tb = mio 2|b,即绳b的拉力等于面ABC的竖直平面内摆动，在最低点,在竖直方向上有Ta= mg即绳a的拉力等于mg水平方 mi 2l b,选项A正确；绳b被烧断后，小球在垂直于平2Ta= mg+ nV，可知绳a的拉由牛顿第二定律可知3#3
13、2|2_ lb12力突然增大，由la2g-可知，mgb2m（ i 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 0角，b绳沿水平方向且长为l，当轻杆绕轴 AB以角速度i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（）A.a绳张力不可能为零B.C.D.a绳的张力随角速度的增大而增大gcos 0l , b绳将出现张力若b绳突然被剪断，a绳的张力可能不变当角速度3解析：选 AD小球在水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a绳的张力不可Fa=snmg0，可上的合力
