精品解析：4.4 专题 圆周运动的临界问题（练）-2024届高考物理一轮复习

第四章 抛体运动与圆周运动 专题　圆周运动的临界问题 课时作业 1. 如图所示，在水平桌面上有一个固定竖直转轴且过圆心的转盘，转盘半径为r，边缘绕有一条足够长的细轻绳，细绳末端系住一木块。已知木块与桌面之间的动摩擦因数。当转盘以角速度旋转时，木块被带动一起旋转，达到稳定状态后，二者角速度相同。已知，下列说法正确的是（　　） A. 当稳定时，木块做圆周运动的半径为2m B. 当稳定时，木块的线速度与圆盘边缘线速度大小之比为 C. 要保持上述的稳定状态，角速度 D. 无论角速度多大，都可以保持上述稳定状态 2. 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（质量不计）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，弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，两小球均可视为质点，则（　　） A. 时，小球均静止，弹簧的长度为 B. 角速度从缓慢增大的过程中，小球A对弹簧的压力一直增大 C. 角速度时，小球B对台面的压力等于零 D. 角速度时，小球A对弹簧的压力为2mg 3. 如图所示，三角形为一光滑锥体的正视图，锥面与竖直方向的夹角为θ=37°。一根长为l=1m的细线一端系在锥体顶端，另一端系着一可视为质点的小球，小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，不计空气阻力，则（　　） A. 小球受重力、支持力、拉力和向心力 B. 小球可能只受拉力和重力 C. 当时，小球对锥体的压力刚好为零 D. 当时，小球受重力、支持力和拉力作用 （2023·湖北省华大新高考联盟名校联考） 4. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的光滑固定细管（忽略管的内径），半径OB水平，OA竖直，一个直径略小于管内径的小球由B点以某一初速度进入细管，之后由管内的顶部A点以大小为的水平速度飞出。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 为使小球能从A点飞出，小球在B点的初速度必须满足 B. 为使小球能从A点飞出，小球在B点初速度必须满足 C. 为使小球从A点水平飞出后再返回B点，小球在B点的初速度应为 D. 小球从A点飞出的水平初速度必须满足，因而不可能使小球从A点水平飞出后再返回B点 5. 如图所示，质量为1.6kg，半径为0.5m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球A和B的直径略小于细圆管的内径。它们的质量分别为mA=1kg、mB=2kg．某时刻，小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且A的速度大小为vA=3m/s，此时杆对圆管的弹力为零。则B球的速度大小vB为（取g=10m/s2）（　　） A. 2m/s B. 4m/s C. 6m/s D. 8m/s （2023·湖南岳阳市第十四中学检测） 6. 如图所示，叠放在水平转台上的物体 A、B及物体 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和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A 和B、C离转台中心的距离分别为r和1.5r。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3μmg B. B对A的摩擦力一定为3mω2r C. 转台的角速度需要满足 D. 若转台的角速度逐渐增大，最先滑动的是A物体 （2023·重庆市西南大学附属中学月考） 7. 如图所示，在倾角为α=30°的光滑斜面上有一长L=0.8m的轻杆，杆一端固定在O点，可绕O点自由转动，另一端系一质量为m=0.05kg的小球，小球在斜面上做圆周运动，g取10m/s2。要使小球能到达最高点A，则小球在最低点B的最小速度是（　　） A. 4m/s B. 2m/s C. 2m/s D. 2m/s 8. 如图所示，两个可视为质点、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（  ） A. 当时，A、B相对于转盘会滑动 B. 当，绳子一定有弹力 C. ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大 D. ω在范围内增大时，A所受摩擦力一直变大 （2023·湖北省重点中学检测） 9. 如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”，该玩具深受孩子们的喜爱。其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的小铁球视为质点在轨道外侧转动，A、两点分别为轨道上的最高、最低点。铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，重力加速度为，不计摩擦和空