高考物理一轮复习小专题2圆周运动的临界问题学案无答案

小专题2 圆周运动的临界问题

一、选择题

1．(多选，2016年重庆万州二中高三月考)如图KZ2­1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ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一质量为1 kg

的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

3

2

(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/s2.则ω的最大值为ωm及ω为最大值时小物体运动到最高点所受的摩擦力为F f，

图KZ2­1

则下列选项正确的是( )

A．ωm＝1.0 rad/s

B．ωm＝0.5 rad/s

C．F f＝2.5 N，方向斜向上

D．F f＝2 N，方向斜向下

2．(多选，2017年四川成都实验高级中学一诊)如图KZ2­2所示，叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A 与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以下说法不正确

．．．的是( )

图KZ2­2

A．B对A的摩擦力一定为3μmg

B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力

C．转台的角速度一定满足ω≤2μg 3r

D．转台的角速度一定满足ω≤μg 3r

3．如图KZ2­3所示，一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动，圆盘半径为r，甲、乙两物体的质量分别为M和m(M＞m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍．两物体用长为l的轻绳连在一起，l＜r.若将甲物体放在转轴位置上，甲、乙连线正好沿半径方向拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过

．．．．(两物体均看做质点)( )

图KZ2­3

A.μM－m g

ml

B.

μM－m g

Ml

C.

μM＋m g

Ml

D.

μM＋m g

ml

4．(多选，2017年枣庄高三期末)如图KZ2­4所示，水平转台上有一质量为m 的小物块，用长为l 的细绳连接在通过转台中心的竖直转轴上，细线与转轴间的夹角为θ；系统静止时，细线绷直但绳中拉力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中( )

图KZ2­4

A ．物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴

B ．至转台对物块的支持力为零时，物块的角速度大小为

g tan θ

l

C ．至转台对物块的支持力为零时转台对物块做的功为mgl sin 2 θ

2cos θ

D ．细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零

5．(2016年四川最后一卷)如图KZ2­5所示，一水平圆盘绕竖直中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，紧贴在一起的M 、N 两物体(可视为质点)随圆盘做圆周运动，N 恰好不下滑，M 恰好不滑动，两物体与转轴距离为r ，已知M 与N 间的动摩擦因数为μ1，M 与圆盘面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．μ1与μ2应满足的关系式为( )

图KZ2­5

A ．μ1＋μ2＝1 B.

μ1

μ2

＝1 C ．μ1·μ2＝1 D.μ1＋μ2

μ1·μ2

＝1

二、非选择题

6．如图KZ2­6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(绳中拉力为零)，物块与转盘间的最大静摩擦力是其重力的k 倍，求：

(1)转盘的角速度为ω1＝kg

2r 时绳中的拉力F T 1. (2)转盘的角速度为ω2＝

3kg

2r

时绳中的拉力F T 2.

图KZ2­6

7．(2016年江苏无锡期末)如图KZ2­7所示，装置可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°，已知小球的质量m＝1 kg，细线AC长l＝1 m．(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)

(1)若装置匀速转动时，细线AB刚好被拉直成水平状态，求此时的角速度ω1.

(2)若装置匀速转动的角速度ω2＝50

3

rad/s，求细线AB和AC上的拉力大小F TAB、

F TAC.

图KZ2­7