专题06 圆周运动 2023年高考物理三轮精讲突破训练（全国通用）

专题06 圆周运动 目录 专题06 圆周运动 1 考向一 水平面内的圆周运动 1 考向二　竖直平面内的圆周运动 4 【题型演练】 7 考向一 水平面内的圆周运动 1．解决圆周运动问题的“四步骤” 2．水平面内圆周运动的临界问题 (1)水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供，常涉及绳的张紧与松弛、接触面分离等临界状态． (2)常见临界条件：①绳的临界：张力FT＝0；②接触面滑动的临界：F＝f；③接触面分离的临界：FN＝0. 【典例1】如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为ω0时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　） A. 小球均静止时，弹簧的长度为L- B. 角速度ω=ω0时，小球A对弹簧的压力为mg C. 角速度ω0= D. 角速度从ω0继续增大的过程中，弹簧的形变量增大 【典例2】天花板下悬挂的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转．一根轻绳穿过P，两端分别连接质量为m1和m2的小球A、B(m1≠m2)．设两球同时做如图6所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均在同一水平面内，则(　　) A．两球运动的周期相等 B．两球的向心加速度大小相等 C．球A、B到P的距离之比等于m2∶m1 D．球A、B到P的距离之比等于m1∶m2 【典例3】如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动.质量不同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α>β，则(　　) A.A的质量一定小于B的质量 B.A、B受到的摩擦力可能同时为零 C.若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向上的摩擦力 D.若ω增大，A、B受到的摩擦力可能都增大 【典例4】在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则(　　) A．该弯道的半径r＝ B．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变 C．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D．当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压 【典例5】如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(　　) A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等 C. ω＝是b开始滑动的临界角速度 D. 当ω＝时，a所受摩擦力大小为kmg 【典例6】如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为r，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为r的细绳一端系于圆环最高点，当圆环以角速度绕竖直直径转动时， A. 细绳对小球的拉力可能为零 B. 细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等 C. 细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等 D. 当时，金属圆环对小球的作用力为零 考向二　竖直平面内的圆周运动 竖直平面内圆周运动常考的两种临界模型 最高点无支撑 最高点有支撑 图示 最高点受力 重力mg，弹力F弹向下或等于零 重力mg，弹力F弹向下、向上或等于零 向心力来源 mg＋F弹＝m mg±F弹＝m 恰好过最高点 F弹＝0，mg＝m，v＝，即在最高点速度不能为零 mg＝F弹，v＝0，即在最高点速度可为零 【典例7】如图所示，在竖直面内，一半径为R的光滑半圆轨道和水平轨道在B点相切，为圆弧轨道的直径。一小滑块从A点沿水平轨道向右运动经B点沿圆弧轨道恰好通过P点，最后落在A点。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，不计空气阻力。则小滑块从A点运动时的初速度为（　　） A. B. C. D. 【典例8】如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为FT，小球在最高点的速度大小为v，其FT­v2图象如图乙所示，则(　　) A．轻质绳长为 B．当地的重力加速度为 C．当v2＝c时，轻质绳最高点拉力大小为＋a D．若v2＝b，小球运动到最低点时绳的拉力为6a 【典例9】如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车