专项突破4 水平面内的圆周运动的临界问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版）

4,B解析：A,排球运动到乙位置的过程的时间为4=L= 08=03s,该段时间排球下降的距离为么=之g=045m, 3.0 此时排球离地高度为h3=H-h=3m-0.45m=2.55m>h1,故 乙在网前直立不动不可能拦网成功，A错误：B.球员乙起跳 拦网高度为h2=2.75m,跳起的高度为△h=2.75m-2.30m= 0.45m,竖直上抛运动的下降时间与上升时间相等，故有t= /2△-0,38，故乙在甲击球时同时起跳离地，在球到达乙 位置时，球员乙刚好到达最高点，可以拦住，B正确；C结合 选项B的分析，乙在甲击球后0.25s起跳离地，初速度为 v=gt=10×0.3m/s=3m/s,上升时间t'=0.3s-0.25s=0.05s 时球到达乙位登，球员乙上升的高度为△h'=W- 0.1375m,2.30m+0.1375m<2.55m,拦网不成功，C错误； D.乙在甲击球前0.3s起跳离地，经过0.6s刚好落地，拦不 到球，D错误.故选B. 5.A解析：AD.设PM=y,MW=x,设运动时间为t,对甲有y= 2,根据速度的反向延长线过水平位移的中点，则有 ana,=21an0,=2对乙，根据斜抛的对称性可知竖直距离 龙 为y一6（行）广-子，根据速度的反向延长线过水平位移 的中点，则有anc2=21an,三子=，因此ana, x 2tan&2,故A正确，D错误；B.甲、乙二者水平方向上做匀速 直线运动，位移和时间均相同，则速度相等，因此甲黄豆在P 点的速度与乙黄豆在最高点的速度相等，故B错误；C.甲乙 黄豆相遇时an02三)an8,即'2=人x,解得1三2 甲黄豆的合速度为"，=√+(2,2)7，乙黄豆的合速度为 2=√+(v2)2,可知两黄豆相遇时甲的速度大小不为乙的 两倍，故C错误故选A. 6.(1)3.75m/s(2)6.25m/s(3)0.5m/s≤v≤1.2m/s 解析：(1)依题意，可以把篮球的运动看成平抛模型， 有2g(h,-h,)=,又tan53=2,解得，=3.75m/s; (2)根据c0s53°=，解得，=6.25m/s; 1 (3)球打板后反弹，做平抛运动，有，=28，篮球反弹速度 最小时，有l=vt,篮球反弹速度最大时，有l+d1-d2=vmxt, 球打板后反弹的速度范围为v血≤v≤vmx,联立，可得 0.5m/s≤v≤1.2m/s. 参考答案与解析 专项突破4水平面内的圆周运动的临界问题 1C架析：A根锯平衡条件得R血0=g,解得E-品器。4 绳的张力不等于零，随角速度ω的增大a绳的张力不变， 故AB错误：C.绳b刚好伸直时，根据牛顿第二定律得 。n心1，解得w√品。放c正确：D当=√品。 g 时，b绳突然被剪断，则α绳的张力不发生变化，故D错误故 选C. 2D解析：A两轮边缘的线速度相等，而：根据=如 可知，滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为= 2,故A正确；B,因为R,=2R,根据a=w7,可得滑块A利 在与轮盘相对静止时，向心加速度之比为a4:ag=2:9,故 B正确；CD.转速增加后，假设滑块B先发生滑动，则对B分 2 析有msg=ma,此时对A分析有ma:=9m,a 9um48m48,即此时滑块A还没有产生滑动，故C正确， D错误.故选D. 、L区(2)-4mm 3.(1)4Nm 4mml(3)√6m ≤w≤NJ2m k 解析：(1)开始时物块处于静止状态，则mg-纪，圆盘开始 转动时，A所受静摩擦力提供向心力，若滑块不滑动，则有 mg≥mlw,当umg=mlw时，即当n= 如1压时，物 2TT 4T m 体A开始滑动.(2)设弹簧伸长x,则有x=m /2m12 T (L+x), 4π2mL 解得x= 一.(3)当角速度最小时，摩擦力的方向与弹 kT2-4T2m 簧拉力方向相反，则化 飞.当角速 2。=mo?3L,解得o1=6m 度最大时，摩擦力的方向与弹簧的弹力的方向相同，则：+ 2 人=m头解得以，= k ,所以角速度需要满足。 k ≤ 6m k w≤入2m 专项突破5竖直平面内的圆周运动的 临界问题 1.D2.B 3.C解析：A.电动机轮轴与偏心轮转动属于同传送带传动，线 速度相等，根据v=or,可知角速度不相等，故A错误：B.配重 物转到最高点时，加速度向下，处于失重状态，故B错误； C.当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面， 则有T=Mg,对配重物有mg+T=mw,解得@=M+mg mr 故C正确；D.在最低点，对配重物有T-mg=mw2r,对发动 黑白题51心专项突破4 水平面内的圆周运 1.（2024·山东临沂质检)质量为m的小球由 轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和 B点，如图所示，若两绳均伸直，绳b水平且 长为1，绳a与水平方向成0角.当轻杆绕竖 直轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水 平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是 (重力加速度为g) A.当角速度0= g ,a绳的张力为零 ltan 0 B.a绳的张力随角速度ω的增大而增大 C.当角速度ω= ,b绳刚好伸直 ltan 0 D.若b绳突然被剪断，则a绳的张力一定 发生变化 2.摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如 图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传 动，其中0、0'分别为两轮盘的轴心.已知两 个轮盘的半径比r甲：r乙=3：1，且在正常 工作时两轮盘不打滑，现在两轮盘上分别放 置两个同种材料制成的滑块A、B,两滑块与 轮盘间的静摩擦因数相同，两滑块距离轴心 O、O'的间距R4=2Rg,若轮盘乙由静止开始 缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列 叙述不正确的是 0 A.滑块A和B在与轮盘甲、乙分别相对静 止时，角速度之比为ω甲：ωz=1：3 动的临界问题 B.滑块A和B在与轮盘甲、乙分别相对静 止时，向心加速度之比为a4:ag=2：9 C.转速增加后，滑块B先发生滑动 D.转速增加后，两滑块一起发生滑动 3.如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平 圆盘，原长为L、劲度系数为k的轻弹簧一 端固定于轴O上，另一端连接质量为m的 小物块A.当圆盘静止时，把弹簧拉长后将 物块放在圆盘上，使物块能保持静止的弹簧 的最大长度为升，已知最大静摩擦力与滑 动摩擦力大小相等，转动过程中弹簧伸长始 终在弹性限度内，则： (1)若开始时弹簧处于原长，当圆盘的转速 为多大时，物块A将开始滑动？ (2)若物块与圆盘一起匀速转动的周期为 T,物块恰好不受摩擦力作用，此时弹簧 的伸长量为多大？ (3)若弹簧的长度为3时，物块与圆盘能一 起匀速转动，试求转动角速度的范围！ 进阶突破·专项练05 心专项突破5 竖直平面内的圆周 1.利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆 周运动而不易偏离竖直面，如图一根长为 2L的细线中点系一质量为m小球，两线上 端系于水平横杆上，A、B两点相距为L,若 小球受沿轨迹切线方向的变力F的作用 下，恰能到达最高点且在竖直面内做匀速 圆周运动，则小球运动到最低点时，每根线 承受的张力为 A.2√3mg B.6mg 2√3 C.5mg D. 3 mg R (第1题) (第2题) 2.(2024·山东枣庄质检)如图，质量m= 1.6kg、半径R=0.5m的内表面光滑细圆管 轨道用轻质细绳悬挂在天花板上，位于管 内的小球A和B的直径略小于细圆管的内 径，A、B两球的质量分别为m4=1kg、mg= 2kg.某时刻，小球A、B分别位于圆管的最 低点和最高点，A的速度大小为=3m/s, 此时细线上的拉力恰好为O.重力加速度g 取10m/s2,此时B球的速度大小为( A.2 m/s B.4 m/s C.6 m/s D.8 m/s 3.电动打夯机可以帮助筑路工人压实路面，大 大提高了工作效率如图所示为某电动打夯 机的结构示意图，由偏心轮（飞轮和配重物 组成)、电动机和底座三部分组成.电动机、 飞轮和底座总质量为M,配重物质量为m, 配重物的重心到轮轴的距离为.重力加速 度为g.在电动机带动下，偏心轮在竖直平 O6黑白题物理I必修第二册·RJ 运动的临界问题 课堂 面内匀速转动，皮带不打滑.当偏心轮上的 配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面 下列判断正确的是 飞轮 电动机 配重物 底座 A.电动机轮轴与偏心轮转动角速度相同 B.配重物转到最高点时，处于超重状态 C.偏心轮转动的角速度为 (M+m)g mr D.打夯机对地面压力的最大值为(M+m)g 4.（2023·广东广州三校联考)如图甲所示为 自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制， 其结构如图乙所示，弹簧一端固定在顶部， 另一端与小物块P连接，当车轮转动的角 速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点 A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光.触 点B与车轮圆心距离为R,车轮静止且气嘴 灯在最低点时触点A、B距离为d,已知P与 触点A的总质量为m,弹簧劲度系数为飞， 重力加速度为g,不计接触式开关中的一切 摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点，要 使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小 角速度为 ( 小物 /块P 触点A 触点B 触式开关 乙 kd+2mg kd+mg A B. mR mR C. kd D. kd-mg √mR mR