黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 专题2 圆周运动中的临界问题练习 新人教版（通用）

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 专题2 圆周运动中的临界问题练习 新人教版 一、选择题1如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时(设三物体都没有滑动)()AC物体的向心加速度最大BB物体所受的静摩擦力最小C当圆台转速增加时，C比A先滑动D当圆台转速增加时，B比A先滑动解析：根据公式a2r可知C物体的向心加速度最大向心力由摩擦力提供，则有fFm2r，可知物体B受到的摩擦力最小由于C的最大静摩擦力比A的小，当转速增大时，C先滑动答案：ABC2在2020年温哥华冬奥会上，申雪和赵宏博在双人滑比赛中一举夺金假设冰面对赵宏博的最大静摩擦力为重力的k倍，则他在水平冰面上以速率v沿圆周滑行时的半径应为()ARBRCRDR解析：当最大静摩擦力恰好提供向心力时，有：kmgm，得最小半径Rmin，为了以速度v安全行驶，其半径R.答案：B3一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则()A小球过最高点时，杆所受弹力可以为零B小球过最高点时的最小速度是C小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力D小球过最高点时，杆对球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反答案：AC4如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时()A小球对圆环的压力大小等于mgB小球受到的向心力等于重力mgC小球的线速度大小等于D小球的向心加速度大小等于g解析：小球在最高点时刚好不脱离圆环，则圆环刚好对小球没有作用力，小球只受重力，重力竖直向下，过圆心，即是小球受到的向心力根据牛顿第二定律得小球的向心加速度大小为ang，再根据圆周运动规律，得ang，解得v.答案：BCD5如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B水平放置，两轮半径RA2RB.当主动轮A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，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为()A. B.C. DRB解析：当主动轮A匀速转动时，A、B两轮边缘上的线速度相同，由得.因A、B材料相同，故木块与A、B间的动摩擦因数相同，由于小木块恰能在A边缘相对静止，则由静摩擦力提供的向心力达最大值mg，得mgmRA(式)；设放在B轮上能使木块相对静止时距B转轴的最大距离为r，则向心力由最大静摩擦力提供，故mgmr(式)式左边相等，故mRAmr；r2RA2RA，所以选项C正确答案：C6半径为R的光滑半圆球固定在水平面上(如图所示)，顶部有一小物体A，今给它一个水平初速度v0，则物体将()A沿球面下滑至M点B沿球面下滑至某一点N，便离开球面做斜下抛运动C按半径大于R的新圆弧轨道做圆周运动D立即离开圆球做平抛运动解析：当v0时，所需向心力Fmmg，此时，物体与半球面顶部接触但无弹力作用，物体只受重力作用，故做平抛运动答案：D二、非选择题7如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零)物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍求：(1)当转盘的角速度为1 时，绳中的张力多大？(2)当转盘的角速度为2 时，绳中的张力又是多大？解析：(1)当转盘转速较小时，物块做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，当转盘转速较大时，绳中出现张力由两力的合力提供向心力设静摩擦力达到最大，绳中刚开始出现张力时的角速度为0，则kmgmr，解得0 因为10，所以此时绳中的张力F10(2)因为2 0，所以绳中出现张力，由kmgF2mr得F2mrkmgm2rkmgkmg答案：(1)0(2)8质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，试计算(1)圆管的半径(2)小球以v/2通过最高点时对圆管壁的压力解析：(1)以v通过最高点时受力如图所示由向心力公式有：2mgm得R(2)设以通过最高点时挤压外壁，受到反作用力为FN，由向心力公式有FNmgm得FN0.5mg负号表示小球受到管壁向上的支持力，大小为0.5mg，根据牛顿第三定律可知小球对内壁有0.5mg向下的压力答案：(1)(2)0.5mg向下