第4讲 水平面内圆周运动模型及临界问题（热点通关练）-【划重点】2023-2024学年高一物理下学期中期末复习（人教版2019必修第二册）

第4讲 水平面内圆周运动模型及临界问题 ——划重点之复习强化精细讲义系列 考点1 水平面内圆周运动临界问题分析及水平转盘模型 考点2 锥摆模型 考点3 锥形容器模型 考点4 水平路面车辆转弯模型 考点5 倾斜面车辆转弯模型 考点1：水平面内圆周运动临界问题分析及水平转盘模型 【典例1】如图所示，A、B两物体放在圆台上，两物体与圆台面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A物体质量是B物体质量的一半，而A物体离转轴距离是B物体离转轴距离的2倍。当圆台旋转时，A、B相对圆台均未滑动，则下列说法正确的是（　　） A．A、B物体的线速度大小之比为1∶1 B．A、B物体的向心加速度大小之比为1∶2 C．A、B物体所受摩擦力大小之比为1∶2 D．当圆台的转速增加时，A物体先滑动 【典例2】如图所示，粗糙水平圆盘上，质量均为m的A、B两物块（均可视为质点）叠放在一起，距轴心距离为L，随圆盘一起做匀速圆周运动。已知圆盘与B之间的动摩擦因数为μ，B与A之间的动摩擦因数为0.5μ，假如最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．物块A、B一起匀速转动过程中加速度恒定 B．物块A、B一起转动过程中所需向心力大小相等 C．A、B一起转动的最大角速度为 D．当圆盘越转越快，A将沿背离圆心的方向离心运动 【典例3】（多选）如图所示，在水平圆盘上，沿半径方向放置物体A和B，，，它们分居在圆心两侧，与圆心距离为，，中间用细线相连，A、B与盘间的动摩擦因数均为＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若圆盘从静止开始绕中心转轴非常缓慢地加速转动，，以下说法正确的是（    ） A．B的摩擦力先达到最大 B．当时，绳子出现张力 C．当时，A、B两物体出现相对滑动 D．当时，A、B两物体出现相对滑动 【变式1】如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B，A的质量为3m，B的质量为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，，A、B与盘间的动摩擦因数相同且均为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（　　） A． B． C． D． 【变式2】如图所示，水平圆盘绕过圆心O的竖直轴以角速度匀速转动，A、B、C三个小木块放置在圆盘上面的同一直径上，已知A、B和C的质量均为m，三个小木块与圆盘间动摩擦因数均为，OA、OB、BC之间的距离均为L，若圆盘从静止开始缓慢加速，A、B、C均和圆盘保持相对静止，重力加速度为g，设滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力，则下列说法中正确的是（    ） A．圆盘转速增大到某一值时，AB两木块将同时向圆心滑动 B．随着角速度不断增大，木块打滑的顺序依次是A、B、C C．若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度大于时，AB将一起滑动 D．若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度大于时，B将滑动 【变式3】如图甲所示，小木块和（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，的质量为，的质量为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，，、与盘间的动摩擦因数相同且均为。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘保持相对静止。表示圆盘转动的角速度，在角速度增大到一定值的过程中，、与圆盘保持相对静止，所受摩擦力与满足如图乙所示关系，图中。下列判断正确的是（　　） A．图线（1）对应物体a B． C． D．时绳上张力大小为 【变式4】如图（a）所示，质量均为1kg的物体A和B放置在圆盘上，与圆盘间的动摩擦因数分别为和。用两根不可伸长的细绳将物体A、B和圆盘转轴相连，物体A、B与转轴的距离分别为和。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘绕转轴转动的角速度缓慢增大时，转轴与物体A之间的细绳拉力、A与B之间的细绳拉力随的关系如图（b）所示。取，则下列正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式5】（多选）如图所示，粗糙圆盘沿同一直径放置正方体A、C，及侧面光滑的圆柱体B，一轻绳绕过B连接A、C，初始时轻绳松弛。已知，A、B、C与圆盘的动摩擦因数分别为和。现使圆盘从静止开始缓慢加速转动，转动过程中A、B、C始终未倾倒，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A．物体与圆盘相对滑动前，A物体所受的向心力最大 B．细绳最初绷紧时，圆盘的角速度 C．圆盘上恰好有物块开始滑动时 D．物体与圆盘相对滑动前，C所受的摩擦力先减小后增大 【变式6】（多选）如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B、C正随转台一起以角速度ω匀速转动（均未发生相对滑动）。物体A、B、C的质量分别为m、2m、3m，各接触面间的动摩擦因数都为μ，物体B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r，B、C与圆周运动的圆心共线。设最大静摩擦力等