黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學(xué)高中物理 專題2 圓周運動中的臨界問題練習(xí) 新人教版（通用）

黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學(xué)高中物理 專題2 圓周運動中的臨界問題練習(xí) 新人教版 一、選擇題1如圖所示，A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，動摩擦因數(shù)均為，A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量均為m，A、B離軸的距離為R，C離軸的距離為2R，則當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)時(設(shè)三物體都沒有滑動)()AC物體的向心加速度最大BB物體所受的靜摩擦力最小C當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，C比A先滑動D當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，B比A先滑動解析：根據(jù)公式a2r可知C物體的向心加速度最大向心力由摩擦力提供，則有fFm2r，可知物體B受到的摩擦力最小由于C的最大靜摩擦力比A的小，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，C先滑動答案：ABC2在2020年溫哥華冬奧會上，申雪和趙宏博在雙人滑比賽中一舉奪金假設(shè)冰面對趙宏博的最大靜摩擦力為重力的k倍，則他在水平冰面上以速率v沿圓周滑行時的半徑應(yīng)為()ARBRCRDR解析：當(dāng)最大靜摩擦力恰好提供向心力時，有：kmgm，得最小半徑Rmin，為了以速度v安全行駛，其半徑R.答案：B3一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如圖所示，則()A小球過最高點時，桿所受彈力可以為零B小球過最高點時的最小速度是C小球過最高點時，桿對球的作用力可以與球所受重力方向相反，此時重力一定大于桿對球的作用力D小球過最高點時，桿對球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反答案：AC4如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運動圓半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點時剛好不脫離圓環(huán)，則其通過最高點時()A小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB小球受到的向心力等于重力mgC小球的線速度大小等于D小球的向心加速度大小等于g解析：小球在最高點時剛好不脫離圓環(huán)，則圓環(huán)剛好對小球沒有作用力，小球只受重力，重力豎直向下，過圓心，即是小球受到的向心力根據(jù)牛頓第二定律得小球的向心加速度大小為ang，再根據(jù)圓周運動規(guī)律，得ang，解得v.答案：BCD5如圖所示，兩個用相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動的輪A和B水平放置，兩輪半徑RA2RB.當(dāng)主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時，在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對靜止在A輪邊緣上若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為()A. B.C. DRB解析：當(dāng)主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時，A、B兩輪邊緣上的線速度相同，由得.因A、B材料相同，故木塊與A、B間的動摩擦因數(shù)相同，由于小木塊恰能在A邊緣相對靜止，則由靜摩擦力提供的向心力達(dá)最大值mg，得mgmRA(式)；設(shè)放在B輪上能使木塊相對靜止時距B轉(zhuǎn)軸的最大距離為r，則向心力由最大靜摩擦力提供，故mgmr(式)式左邊相等，故mRAmr；r2RA2RA，所以選項C正確答案：C6半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上(如圖所示)，頂部有一小物體A，今給它一個水平初速度v0，則物體將()A沿球面下滑至M點B沿球面下滑至某一點N，便離開球面做斜下拋運動C按半徑大于R的新圓弧軌道做圓周運動D立即離開圓球做平拋運動解析：當(dāng)v0時，所需向心力Fmmg，此時，物體與半球面頂部接觸但無彈力作用，物體只受重力作用，故做平拋運動答案：D二、非選擇題7如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物塊，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為r時，連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩剛好被拉直(繩中張力為零)物塊與轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是其重力的k倍求：(1)當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度為1 時，繩中的張力多大？(2)當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度為2 時，繩中的張力又是多大？解析：(1)當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較小時，物塊做圓周運動的向心力由靜摩擦力提供，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較大時，繩中出現(xiàn)張力由兩力的合力提供向心力設(shè)靜摩擦力達(dá)到最大，繩中剛開始出現(xiàn)張力時的角速度為0，則kmgmr，解得0 因為10，所以此時繩中的張力F10(2)因為2 0，所以繩中出現(xiàn)張力，由kmgF2mr得F2mrkmgm2rkmgkmg答案：(1)0(2)8質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓管軌道內(nèi)運動，小球的直徑略小于圓管的直徑，如圖所示已知小球以速度v通過最高點時對圓管的外壁的壓力恰好為mg，試計算(1)圓管的半徑(2)小球以v/2通過最高點時對圓管壁的壓力解析：(1)以v通過最高點時受力如圖所示由向心力公式有：2mgm得R(2)設(shè)以通過最高點時擠壓外壁，受到反作用力為FN，由向心力公式有FNmgm得FN0.5mg負(fù)號表示小球受到管壁向上的支持力，大小為0.5mg，根據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)?nèi)壁有0.5mg向下的壓力答案：(1)(2)0.5mg向下