课时跟踪检测(16) 三类典型的圆周运动问题（Word练习）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考 江苏专版）

1/6 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅+正版资源 bZ2XXK.com○ 您身边的互联网+教辅专家 课时跟踪检测（十六） 三类典型的圆周运动问题 A级—全员必做 1.如图所示，某餐桌上有一半径为0.8m的圆形水平转盘，在转盘的边缘有一个茶杯随 转盘一起转动。已知茶杯和转盘间的动摩擦因数为0.32，最大静摩擦 力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10ms2。为了使处于转盘 边缘的茶杯不滑出转盘，转盘转动的角速度不能超过) A.3.2 rad/s B.2 rad/s C.1.6 rad/s D.0.8 rad/s 解析：选B由题意知当转盘转起来时，由静摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大 值时，角速度最大，结合牛顿第二定律及向心力公式mg=rw2,可求得o=μgr)=2rads, 故选B。 2.如图，一同学表演荡秋千。己知秋千的两根绳长均为10m,该同学 和秋千踏板的总质量约为5kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支 架的正下方时，速度大小为8ms,此时每根绳子平均承受的拉力约为) A.200N B.400N C.600N D.800N 解析：选B该同学身高相对于秋千的绳长可忽略不计，可以把该同学与踏板看成质点。 当该同学荡到秋千支架的正下方时，由牛顿第二定律有2F一mg=mV2L,代入数据解得F≈ 400N,B正确。 3.(223·盐城模拟)如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母 线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀 速圆周运动，下列说法正确的是( B 609 A,A、B球受到的支持力之比为3：3 B.A、B球的向心力之比为3：1 C.A、B球运动的角速度之比为1：1 D.A、B球运动的线速度之比为1：1 解析：选D对小球A、B受力分析，受到重力和支持力在竖直方向合力为零，则有Fsin 0=mg,则有F4=mgsin30°，FNB=mgsin60°，得F4:Fxs=sin60°：sin30°=3)2：12 ·独家授权侵权必究 2/6 色学科网书城▣ 品牌书店，知名教辅·正版资源 b2XXk.c0m○ 您身边的互联网+敷辅专家 =3:1,故A错误；受到重力和支持力的合力提供向心力，则有F,=mgtan30°，F=mgtan 60°，得F4:F=tan60°：tan30°=3：3)3=3：1，故B错误：小球运动轨道高度相同，则 半径r=htan0,根据F=mow2r,可得w=Fmr)=ghtan2Θ)，得wA4:g=tan60°：tan30°= 3:1,故C错误：根据r=htan0,可得rArB=htan30htan60°=r(333=13,根据v=wr, 可得4：g=0A:BB=1:1,故D正确。 4.(2023·常州模拟)如图所示，质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上， 整个直杆被固定在竖直转轴上，并保持水平，两球间用劲度系数为k、自然长度为L的轻质 弹簧连接在一起，A球被轻质细绳拴在竖 直转轴上，细绳长度也为L,现欲使横杆AB随竖直转轴一起在水平面内匀速转动，其 角速度为和，求当弹簧长度稳定后，下列关于细绳的拉力和弹簧的总长度结论正确的是() A.细绳的拉力为3m2L B.弹簧总长度为2mw2Lk-mw2 C.细绳的拉力为mw2 Llalvs4小al小co1(1+f(2kk-mw2)》 D.弹簧总长度为L+2mw2Lk 解析：选C设直杆匀速转动时，弹簧仲长量为x,对A球有F1一F=m2L,对B球 有F=m0w2(2L+x),F=kx,联立以上方程解得Fr=mw2L+2mu2水Lk-m2=mw2L alvs4aco1(1+f(2kk-mw2),x=2mw2Lk-mw2,则弹簧的总长为L'=L+ 2mw2Lk-mw2=k+mw2k-mw2L,故C正确，A、B、D错误。 5.如图所示，长为1的轻杆两端各固定一个质量为m的小球a、b, 系统置于倾角为的光滑斜面上，且杆可绕位于中点的转轴平行于斜面 转动，当小球a位于最低点时给系统一初始角速度，不计一切阻力，则( ) A.在轻杆转过180°的过程中，角速度逐渐减小 B.只有w大于某临界值，系统才能做完整的圆周运动 C.轻杆受到转轴的力的大小始终为2 ngsin0 D,轻杆受到转轴的力的方向始终在变化 解析：选C小球a、b质量均为m,系统置于倾角为0的光滑斜面上，且杆可绕位于中 点的转轴平行于斜面转动，当系统有初始角速度时，在转动过程中，系统的重力势能不变， 那么系统的动能也不变，因此系统始终匀速转动，故A、B错误：选两球及杆作为系统，根 ◆独家授权侵权必究 3/6 色学科网书城▣ 品牌书店，知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 据牛顿第二定律，则有：F-2mgin0=