高三物理專項(xiàng)基礎(chǔ)訓(xùn)練第19練圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題

1、第19練圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題基礎(chǔ)過關(guān)二單項(xiàng)選擇題（每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1 .如圖所示，一圓盤可繞一通過圓心且垂直盤面的豎直軸OO轉(zhuǎn)動(dòng).在圓盤上放置一木塊， 木塊隨圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A.木塊受到圓盤對(duì)它的摩擦力，方向與木塊的運(yùn)動(dòng)方向相反B.木塊受到圓盤對(duì)它的摩擦力，方向與木塊的運(yùn)動(dòng)方向相同C.木塊受到圓盤對(duì)它的摩擦力，方向指向圓心D.木塊受到圓盤對(duì)它的摩擦力，方向背離圓心2 .乘坐如圖所示游樂園的過山車時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是A.車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，若沒有保險(xiǎn)帶，人一定會(huì)掉下去、廠飛B.人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位仍可能產(chǎn)生

2、壓力，但壓力一定小于mg八也C.人在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小相等D.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大小mg3 .如圖所示，A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上與圓臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)，且與圓臺(tái)間保持相對(duì)靜止，A、B離軸的距離為R, C離軸的距離是2R, B和C的質(zhì)量均為 m A的質(zhì)量為2成 它們與圓臺(tái)的最大靜摩擦因數(shù)相 同，則當(dāng)圓臺(tái)的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí)，最先滑動(dòng)的是（）ABCD.同時(shí)開始滑動(dòng)4 .半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上,如圖所示，頂部有一小個(gè)水平初速度v0= gR ,則物體甲將A.沿球湎下滑至 M點(diǎn)B.先沿球面下滑至某點(diǎn)N,然后便離開球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)C.按半彳5大于R的新的圓弧軌道做圓周運(yùn)動(dòng)D.立

3、即離開半圓球做平拋運(yùn)動(dòng)物體甲，今給它一5 .如圖所示，質(zhì)量為 m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)且剛好不脫離軌道時(shí)的速度為 v,將小球視為質(zhì)點(diǎn)，則當(dāng)小球通過與圓心等高的 內(nèi)側(cè)的壓力大小為（）A點(diǎn)時(shí),A.B.C.D.mg2mg3mg5mg對(duì)軌道二、多項(xiàng)選擇題（每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意）.如圖所示，一連接體一端與一小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌道半徑為r.圖中P、Q兩點(diǎn)分別表示小球軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，則下列說法中正確的是（）A.若連接體是輕質(zhì)細(xì)繩時(shí)，小球到達(dá) B.若連接體是輕質(zhì)細(xì)桿時(shí)，小球到達(dá) C.若連接體是輕質(zhì)細(xì)繩時(shí)，小球在 D.若連接體是輕

4、質(zhì)細(xì)桿時(shí)，小球在P點(diǎn)的速度可以為零P點(diǎn)的速度可以為零P點(diǎn)受到繩的拉力可能為零P點(diǎn)受到細(xì)桿的作用力為拉力，在Q點(diǎn)受細(xì)桿的作用力為推力.長為L的細(xì)桿一端拴一小球，可繞另一端在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球尖最高點(diǎn)的速度為v,下列說法中正確的是（）v越大，球在最高點(diǎn)受到的合外力越大v越大，球在最高點(diǎn)受到的向心力越大v越大，球在最高點(diǎn)對(duì)桿的作用力越大v至少要大于 gL8 .如圖所示，長為l的輕桿，一端固定一個(gè)小球一端固定在光滑的水平軸上，使小球在豎直平面內(nèi)做 圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于小球在通過最高點(diǎn)時(shí)的速度v,下列說法中正確的是（）A. v的最小值為 gl.若v由零逐漸增大，向心力也逐漸增大C.若v由二七1值逐漸增大

5、，桿對(duì)小球的彈力也逐漸增大D.若v由Yg1值逐漸減小，桿對(duì)小球的彈力也逐漸減小.如圖所示，兩物塊 A、B套在水平粗糙的 CD干上，并用不可伸長的輕繩連接，整個(gè)裝置能繞過CD中點(diǎn)的軸OO1轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩物塊質(zhì)量相等，桿CD對(duì)物塊A B的最大靜摩擦力大小相等，開始時(shí)繩子處于自A到OO1軸的距離的兩倍，現(xiàn)讓該裝置A、B即將滑動(dòng)的過程，下列說法中然長度（繩子恰好伸直但無彈力），物塊B到OO1軸的距離為物塊由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)速逐漸增大，在從繩子處于自然長度到兩物塊 正確的是（）A受到的靜摩擦力一直增大A受到的靜摩擦力先增大，后保持不變A受到的靜摩擦力是先增大后減小A受到的合外力一直在增大三、計(jì)算或論述題

6、10.如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量 M=0.6kg的物體，靜止在水平面上，另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量m=0.3kg的物體，M的中點(diǎn)與圓孔距離為 0.2m,并知M和水平面間的最大靜摩擦力為2N,現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，問：角速度 在什么范圍m處于靜止?fàn)顟B(tài)？ （ g取10m/s2）11 .如圖所示，使一小球沿半徑為R的圓形軌道從最低點(diǎn)上升，那速度為多大時(shí)，才能使它達(dá)到軌道的最高點(diǎn)？么需給它最小12 .如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤盤面上，離軸心r=20cm小物塊A,其質(zhì)量m=2kg, A與盤面間相互作用的靜摩擦力的最大值為其重力的k (k=0.5 )處放置一 倍，試求：（1）當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角

7、速度co =2rad/s時(shí)，物塊與圓盤間的摩擦力大小多大？方向如何？（2）欲使A與盤面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則圓盤車t動(dòng)的最大角速度多大？ （ g取10m/s2）.如圖所示，游樂列車由許多節(jié)車廂組成.列車全長為 L,圓形軌道半徑為R, (R遠(yuǎn)大于一節(jié)車廂的高度和長度，但L2co R).已知列車的車輪是卡在導(dǎo)軌上的光滑槽中只能使列車沿著圓周運(yùn)動(dòng)不能脫軌.試問：列車在水平軌道上應(yīng)具有多大初速度v0,才能使列車通過圓形軌道？能力提升.半徑為R的圓桶固定在小車上，有一光滑小球靜止在圓桶的最低點(diǎn)，如圖所示，小車以速度 勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車遇到障礙物突然停止時(shí)，小球在圓桶中上升的高度可能是v向右A.等于2gB.大

8、于2gD,等于2R物15 .如圖所示,空間有一豎直的坐標(biāo)軸，一長為L的細(xì)繩一端系一質(zhì)量為 m的小球，另一端固定在 y軸上的A點(diǎn)，坐標(biāo)原點(diǎn) O在A點(diǎn)下方2處，在坐標(biāo)軸上有一光滑的細(xì)釘 .將小球拉至細(xì)繩呈水平狀態(tài)，然后 靜止開始釋放小球.(1)細(xì)釘在y軸上的某一點(diǎn)y、球落下后可繞v在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求y的可能位置；(2)如細(xì)釘在x軸上的某一點(diǎn)x,小球落下后可繞 x在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求 x的可能 位置.(最后結(jié)果可用根式表示)第19練圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題1.C 2,D.C 解析 臨界角速度與質(zhì)量無關(guān)，半徑越大，臨界角速度越小，先滑動(dòng) .D 解析小物塊和球面間的彈力為零，脫離球

9、面做平拋運(yùn)動(dòng).C 6.BC7.AB解析球在最高點(diǎn)合外力提供向心力，速度越大，向心力越大8.BC9.BD 解析A、B角速度相同，B半徑大，所需向心力大.A所受靜摩擦力先減小，再反向增大，直到發(fā)生 滑動(dòng).10.要使m靜止，M必須相對(duì)于轉(zhuǎn)盤靜止，即具有與轉(zhuǎn)盤相同的角速度.M需要的向心力由繩拉力和靜摩擦力合成.角速度取最大值時(shí)，M有離心趨勢，靜摩擦力指向圓心O;角速度取最小值時(shí)，M有向心運(yùn)動(dòng)的趨22勢，靜摩擦為背離圓心 O.對(duì)于m T=mg對(duì)于M T + f=M8i, T f = Mrco 291 = 65rad / s,3 2=2.9 rad/s ,所以 2.9 rad/s w 0,.ACD. (1)設(shè)細(xì)釘在y軸上A點(diǎn)下方d處，質(zhì)點(diǎn)掉下來剛好做完整圓周運(yùn)動(dòng)，則考慮從落點(diǎn)到圓周運(yùn)動(dòng)的最 高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒有mg L - 2(L - d)；mv2而在最高點(diǎn)恰能做圓周運(yùn)動(dòng)的條件是v =：g(L -d)d=3L解得 5當(dāng)釘子在往下時(shí)，即-Ld 5 ,由于半徑減小，同時(shí)最高點(diǎn)變低，速度變大，則能更能做完整圓周運(yùn)動(dòng)但釘子應(yīng)能擋住細(xì)繩.即 dL.由A點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為10Ly d = 一2 ,則釘子的坐標(biāo)位置應(yīng)為：2最低