北京专用2019版高考物理一轮复习检测：第四章曲线运动第4讲圆周运动中的临界问题 Word版含答案

第4讲圆周运动中的临界问题

基础巩固

1.(2017北京朝阳期中,8,3分)图示为某种过山车游乐项目。已知车内某人的质量为m,轨道A、B两点的曲率半径分别为R1和R2,过山车经过A点时的速度大小为v A,人和车的大小相对轨道半径可以忽略不计,不计摩擦阻力。当过山车无动力运行时,下列说法正确的是( )

A.该人在A点受到的支持力大小为m

B.过山车经过B点时的最小速度为

C.从A点运动到B点的过程中,过山车(含人)的动量守恒

D.从A点运动到B点的过程中,过山车(含人)的机械能守恒

2.长度为L=0.50 m的轻质细杆OA,A端有一质量为 m=

3.0 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是 2.0 m/s,g取 10 m/s2,则此时细杆OA受到( ) A.6.0 N的拉力 B.6.0 N的压力

C.24 N的拉力

D.24 N的压力

3.一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是( )

A.小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零

B.小球过最高点的最小速度是

C.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大

D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而减小

4.(多选)如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点),A和B距轴心O的距离分别为r A=R,r B=2R,且A、B与圆盘之间的最大静摩擦力都是f m,两物块随着圆盘转动始终与圆盘保持相对静止。则圆盘转动的角速度从0逐渐增大的过程中,下列说法正确的是( )

A.B所受合外力大于A所受合外力

B.A受到的摩擦力一直指向圆心

C.B受到的摩擦力一直指向圆心

D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为

5.水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆光滑轨道bc相切,一小球以初速度v0沿直轨道向右运动,如图所示,小球进入半圆轨道后刚好能通过c点,然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点,则下列说法错误的是( )

A.小球到达c点的速度为

B.小球到达b点时对轨道的压力为5mg

C.小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R

D.小球从c点落到d点所需时间为2

6.如图所示,置于圆形水平转台上的小物块随转台转动。若转台以某一角速度转动时,物块恰好与转台发生相对滑动。现测得小物块与转轴间的距离 l=0.50 m,小物块与转台间的动摩擦因数μ=0.20,设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。

(1)画出小物块随转台匀速转动过程中的受力示意图,并指出提供向心力的力;

(2)求此时小物块的角速度。

7.某同学在模仿杂技演员表演“水流星”节目时,用不可伸长的轻绳系着盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动,当杯子运动到最高点时杯里的水恰好不流出来。已知绳长为L,杯子与水的总质量为m,杯子可视为质点,忽略空气阻力的影响。求:

(1)在最高点时杯子与水的速度大小v1;

(2)在最低点时杯子与水的动能E k2;

(3)在最低点时轻绳所受的拉力大小。

综合提能

1.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,且木块A、B与转盘中心在同一条直线上,两木块用长为L的细绳连接,木块与转盘间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,现让该装置从静止转动,角速度缓慢增大,以下说法不正确的是( )

A.当ω>时,A、B会相对于转盘滑动