2018届高三物理二轮复习练习：曲线运动 提能增分练（二） Word版含解析.docVIP

提能增分练(二)　圆周运动的临界问题 [A级夺高分] 1.(2017·重庆模拟)长度为L＝0.5 m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3 kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2 m/s，g取10 m/s2，则此时小球受到轻质细杆的力为(　　) A．24 N的拉力　　　　　 　B．24 N的支持力 C．6 N的支持力 D．6 N的拉力 解析：选C　对通过A点时的小球分析，假设杆对小球施加了向下的拉力，由牛顿第二定律可知mg＋F＝m，解得：F＝－6 N，负号说明杆对小球是向上的支持力，选项C正确。 2.(多选)(2017·潍坊模拟)如图所示，水平面上有倾角为θ、质量为M的斜面体，质量为m的小物块放在斜面上，现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小物块上，绕小物块旋转一周，这个过程中斜面体和小物块始终保持静止状态。下列说法中正确的是(　　) A．小物块受到斜面的最大摩擦力为F＋mgsin θ B．小物块受到斜面的最大摩擦力为F－mgsin θ C．斜面体受到地面的最大摩擦力为F D．斜面体受到地面的最大摩擦力为Fcos θ 解析：选AC　当力F方向沿斜面向下时，斜面体对小物块的静摩擦力最大，此时小物块受到斜面的最大摩擦力为F＋mgsin θ，选项A正确，B错误；当力F沿水平方向时，对斜面体和小物块整体，地面对斜面体的静摩擦力最大，最大值是F，选项C正确，D错误。 3．在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到转轴的距离为r，如图所示，为了使电动机不会从地面上跳起，电动机飞轮的转动的角速度不能超过(　　) A.g　　 　 　 　B. C. D. 解析：选B　当重物运动到飞轮的最高点电动机要跳起时，重物对飞轮的作用力F恰好等于电动机的重力Mg，即F＝Mg，以重物为研究对象，由牛顿第二定律得Mg＋mg＝mω2r，解得ω＝ ，故B正确。 4．(2014·安徽高考)如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取 10 m/s2。则ω的最大值是(　　) A. rad/s B. rad/s C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s 解析：选C　物体随圆盘做圆周运动，运动到最低点时最容易滑动，因此物体在最低点且刚好要滑动时的转动角速度为最大值，这时，根据牛顿第二定律可知，μmgcos 30°－mgsin 30°＝mrω2，解得ω＝1.0 rad/s，C项正确，A、B、D项错误。 5.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，大小不计的甲、乙两物体的质量分别为M与m(Mm)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为l(lR)的轻绳连在一起，如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间轻绳刚好沿半径方向拉直，要使两物体与转盘之间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大值不得超过(　　) A. B. C. D. 解析：选D　当圆盘转动时，乙物体受拉力、摩擦力，二者的合力提供向心力，则FT＋μmg＝mω2l；对于甲物体，受到拉力与摩擦力的作用，即FT＝μMg，二者联立，则ω＝，故选项D正确。 6.(2017·甘肃兰州质检)如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的正上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长lh，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度ω逐渐增大时，下列说法正确的是(　　) A．小球始终受三个力的作用 B．细绳上的拉力始终保持不变 C．要使小球不离开水平面，角速度的最大值为 D．若小球飞离了水平面，则角速度的最小值为 解析：选C　小球可以在水平面上转动，也可以飞离水平面，飞离水平面后只受重力和细绳的拉力两个力作用，A错误；小球飞离水平面后，随着角速度增大，细绳与竖直方向的夹角变大，设为β，由牛顿第二定律得Tsin β＝mω2lsin β可知，随角速度变化，细绳的拉力T会发生变化，B错误；当小球对水平面的压力为零时，有Tcos θ＝mg，Tsin θ＝mlω2sin θ，解得临界角速度为ω＝ ＝ ，C正确，D错误。 7.如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA＝2RB。当主动A轮匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使小木块相对B轮也静止，则小木块距B轮转轴的最大距离为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D．RB 解析：选C　根据题意知轮A和B靠摩擦传动，