2024届高考物理一轮复习训练：第二十九讲 圆周运动中的临界问题

第二十九讲：圆周运动中的临界问题 一、单选题 1．2022年3月23日，三位神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合完成“天宫课堂”第二次太空授课。如题图所示，授课中航天员叶光富手拉细线不断加速让一个小瓶子在竖直平面内圆周运动，从而实现瓶内油水分层。如题图所示，若绳子长为l（瓶子可视为质点），水的质量为m，则（　　） A．油和水的向心加速度相等 B．油受到的向心力可能大于水 C．水受到瓶子的作用力为 D．瓶子在最高点的速度一定大于 2．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（　　） A．螺丝帽受的重力小于最大静摩擦力 B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心 C．此时手转动塑料管的角速度 D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动 3．如图所示，长为L的轻绳一端固定在水平圆盘的竖直中心转轴上，另一端连接一质量为m的物块，圆盘未转动时，轻绳水平伸直但无弹力。现使该物块随圆盘一起在水平面内绕竖直转轴匀速转动，不计空气阻力，该物块与圆盘间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，物块可视为质点，轻绳不可伸长。当圆盘转动角速度时，轻绳弹力大小为（　　） A． B． C． D． 4．如图1所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图2所示，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．小球的质量为 B．轻杆的长度为 C．若小球质量不变，换用更长的轻杆做实验，图2中a点的位置不变 D．时，在最高点杆对小球的弹力大小为2b 5．如图所示，叠放在水平圆形转台上的物体A、B能随转台在半径r的圆周上运动，A、B质量均为m，A与B、B与转台间的动摩擦因数分别为0.2、0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．B对A的摩擦力一定为 B．在转台的角速度不断增大的过程中，A先相对滑动被甩出 C．在转台的角速度不断增大的过程中，A受到的摩擦力一定指向圆心 D．A、B能随转台一起转动的最大角速度为 6．如图所示，半径的光滑圆筒竖直固定，长度为的轻绳，一端固定在圆筒轴线上一点，另一端悬挂可视为质点、质量为m的小球。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，小球始终在圆筒内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．小球角速度越大，轻绳的拉力越大 B．小球角速度时，轻绳的拉力为 C．小球角速度时，小球受三个力的作用 D．小球角速度时，筒壁与小球之间作用力大小为 7．如图所示，两根相同的轻绳一端分别系在竖直杆上的A点与B点。另一端系在质量为m的小球C上。当小球随竖直杆一起以某一角速度ω匀速转动时，两根绳子都伸直，AC绳与竖直方向夹角为θ，BC绳水平，重力加速度为g，下列说法不正确的是（　　） A．小球的向心加速度可能等于gtanθ B．AC绳的拉力一定等于 C．ω如果缓慢减小，则θ也一定同步减小 D．ω如果缓慢增加，BC绳一定先断 8．用一根细线的一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，细线的张力为T，则T随ω2变化的图像是下图中的（　　） A． B． C． D． 9．如图所示，质量为、的物体A、B用轻绳连接放在水平圆盘上，A、B距圆盘中心转轴距离相等，此时细线伸直且恰无张力，A、B与圆盘间动摩擦因数分别为、。若圆盘从静止开始转动，且在角速度ω缓慢增大（A、B与圆盘仍保持相对静止）的过程中，下列说法正确的是（　　） A．无论、大小关系如何，A、B一定同时达到最大静摩擦力 B．当，时，A先达到最大静摩擦力 C．当，时，随角速度的缓慢增大，A、B将向B的一侧发生滑动 D．当，时，随角速度的缓慢增大，B的摩擦力方向先指向圆心后背离圆心 二、多选题 10．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针方向的匀速圆周运动。如图乙，一件小衣物质量为m，测得a点线速度大小为v，圆周运动的周期为T，重力加速度为g，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置，已知小衣物可视为质点，下列说法正确的是（　　） A．小衣物做匀变速运动 B．转筒半径为 C．衣物转到b位置时的脱水效果最好 D．要使衣物不掉下，转筒的周期不能大于 11．如图所示，轻杆