第03讲 水平方向上和竖直平面内的圆周运动模型（精讲）-2021-2022学年高一物理下学期期末《考点•题型•密卷》精讲精练高效复习专题

第03讲：：水平方向上和竖直平面内的圆周运动模型 [知识点精辟归纳] 绳—球模型 杆—球模型 实例 如球与绳连接、沿内轨道运动的球等 如球与杆连接、球在内壁光滑的圆管内运动等 图示 最高点无支撑 最高点有支撑 最高点 受力特征 重力、弹力，弹力方向向下或等于零 重力、弹力，弹力方向向下、等于零或向上 受力示意图 力学特征 mg＋FN＝m mg±FN＝m 临界特征 FN＝0，vmin＝ 竖直向上的FN＝mg，v＝0 过最高点条件 v≥ v≥0 速度和弹力关系讨论分析 ①能过最高点时，v≥，FN＋mg＝m，绳、轨道对球产生弹力FN ②不能过最高点时，v<，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道做斜抛运动 ①当v＝0时，FN＝mg，FN为支持力，沿半径背离圆心 ②当0<v<时，－FN＋mg＝m，FN背离圆心，随v的增大而减小 ③当v＝时，FN＝0 ④当v>时，FN＋mg＝m，FN指向圆心并随v的增大而增大 [考点题型精辟归纳] 考点题型一：水平转盘上的物体 1．（2021·辽宁葫芦岛·高一期末）如图，在转盘上放置完全相同的A、B两个物体，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。当转盘匀速转动时，A、B两个物体均相对转盘静止状态，则（　　） A．A、B两个物体受摩擦力大小相等 B．A、B两个物体受到的合力为零 C．加速度 D．增大转盘转速，A、B会同时滑动 2．（2021·重庆·高一期末）如图所示，水平平台可绕竖直轴转动，用不可伸长的水平轻绳连接的物块甲、乙静置于平台上，并位于两侧对称位置。甲、乙质量分别为、，甲、乙与平台间的动摩擦因数分别为、，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力。已知重力加速度为，不计空气阻力，两物块均可视为质点。甲、乙随平台在水平面内做匀速圆周运动过程中，均始终相对平台静止，则轻绳弹力的最大值为（　　） A． B． C． D． 3（2021·江西吉安·高一期末）如图所示，质量分别为、的物块A，B，与水平放置的圆盘间的滑动摩擦因数分别为、，与圆盘的圆心O间的距离分别为、，两物块随圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，角速度为，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（　　） A．若，随着的增大，B先相对圆盘滑动 B．若，随着的增大，A先相对圆盘滑动 C．随着的增大，两物体同时相对圆盘滑动时，则有 D．两物块随着圆盘做匀速圆周运动的向心力大小之比为 考点题型二：圆锥摆问题 4．（2020·云南省富源县第一中学高一期末）如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，A的运动半径较大，则（　　） A．A球的角速度必小于B球的角速度 B．A球的线速度必小于B球的线速度 C．A球运动的周期必小于B球运动的周期 D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力 5．（2021·四川资阳·高一期末）有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h，关于摩托车的运动，下列说法正确的是（　　） A．做圆周运动的向心力F不变 B．做圆周运动的线速度v不变 C．做圆周运动的周期T减小 D．对侧壁的压力N增大 6．（2021·西藏·拉萨中学高一期末）如图所示，把一个小球放在光滑的玻璃漏斗中，短时间晃动漏斗后，可以使小球在玻璃壁上某水平面内做匀速圆周运动。现使小球在a、b两水平轨道上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．小球做匀速圆周运动的向心力垂直于漏斗壁 B．小球在a、b轨道上做匀速圆周运动的向心力大小不同 C．小球在a、b轨道上做匀速圆周运动的线速度 D．小球在a、b轨道上做匀速圆周运动的角速度 考点题型三：水平面的转弯问题 7．（2021·北京东城·高一期末）如图所示，一辆质量的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶。汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。已知轮胎与路面间的最大静摩擦力为，当汽车经过半径为80m的弯道时，汽车的行驶速度最大不能超过（　　） A． B． C． D． 8．（2021·浙江宁波·高一期末）港珠澳大桥有一段半径约为120m的圆弧形弯道，路面水平。晴天时路面对轮胎的最大静摩擦力为正压力的0.8倍，下雨时路面被雨水淋湿，路面对轮胎的最大静摩擦力变为正压力的0.4倍。若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车可视为质点，则（　　） A．汽车以20m/s的速率通过此弯道时的向心加速度约为 B．汽车以20m/s的速率通过此弯道时的角速度约为0.6rad/s C．晴天