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时间:2018-12-21
《南方新高考2018版高考物理大一轮复习 专题提升四 圆周运动中的临界问题课时作业》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题提升四 圆周运动中的临界问题1.(多选)如图KZ41所示,用一连接体一端与一小球相连,绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动,设轨道半径为r,图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点,则以下说法正确的是( )图KZ41A.若连接体是轻质细绳时,小球到达P点的速度可以为零B.若连接体是轻质细杆时,小球到达P点的速度可以为零C.若连接体是轻质细绳时,小球在P点受到细绳的拉力可能为零D.若连接体是轻质细杆时,小球在P点受到细杆的作用力为拉力,在Q点受到细杆的作用力为推力2.用一根细线一端系一小球(可视为质点),另
2、一端固定在一光滑圆锥顶上,如图KZ42所示.设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为FT,则FT随ω2变化的图象是图中的( )图KZ42ABCD3.(2016年河南二模)如图KZ43所示,一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动.在框架上套着两个质量相等的小球A、B,小球A、B到竖直转轴的距离相等,它们与圆形框架保持相对静止.下列说法正确的是( )图KZ43A.小球A的合力小于小球B的合力B.小球A与框架间可能没有摩擦力C.小球B与框架间可能没有摩擦力D.圆形框架以更大的角速度转动,小球B受到的摩擦力一
3、定增大4.用一根细绳,一端系着一个质量为m的小球,另一端悬在光滑水平桌面上方h处,绳长l大于h,使小球在桌面上做如图KZ44所示的匀速圆周运动.若使小球不离开桌面,其转速最大值是( )A.B.πC.D.2π图KZ44 图KZ455.(多选)如图KZ45所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时,烧断细线,则( )A.两物体均沿切线方向滑动B.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,同时所受摩擦力减小C.两物体仍随圆盘
4、一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远6.如图KZ46所示,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量为m=1.0kg的小球.现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点.地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0m,B点离地高度H=1.0m,A、B两点的高度差h=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力影响,求:(1)地面上DC两点间的距离s.(2)轻绳所受的最大拉力大小.图
5、KZ467.如图KZ47所示,用一根长为l=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=37°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为FT.(g取10m/s2,结果可用根式表示)求:(1)若要小球离开锥面,则小球的角速度ω0至少为多大?(2)若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度ω′为多大?图KZ47专题提升四 圆周运动中的临界问题1.BC2.C 解析:小球角速度ω较小,未离开锥面时,设线的张力为FT,线的长度为L,
6、锥面对小球的支持力为FN,则有FTcosθ+FNsinθ=mg,FTsinθ-FNcosθ=mω2Lsinθ,可得出FT=mgcosθ+mω2Lsin2θ,可见随ω由0开始增加,FT由mgcosθ开始随ω2增大而线性增大,当角速度增大到小球飘离锥面时,FT·sinα=mω2Lsinα,得FT=mω2L,可见FT随ω2的增大仍线性增大,但图线斜率增大了,综上所述,C正确.3.C 解析:由于合力提供向心力,依据向心力表达式F=mrω2,已知两球质量、运动半径和角速度都相同,可知向心力相同,即合力相同,故A错误;小球A受到重
7、力和弹力的合力不可能垂直指向OO′轴,故一定存在摩擦力,而B球的重力和弹力的合力可能垂直指向OO′轴,故B球摩擦力可能为零,故B错误,C正确;由于不知道B是否受到摩擦力,故而无法判定圆形框架以更大的角速度转动,小球B受到的摩擦力的变化情况,故D错误.4.A 5.BD6.解:(1)小球从A到B过程机械能守恒,有mgh=mv ①小球从B到C做平抛运动,在竖直方向上有H=gt2 ②在水平方向上有s=vBt ③由①②③式解得s=1.41m. ④(2)小球下摆到达B点时,绳的拉力和重力的合力提供向心力,有F-mg=m ⑤由①⑤式
8、解得F=20N ⑥根据牛顿第三定律F′=-F ⑦故轻绳所受的最大拉力大小为20N.7.解:(1)若要小球刚好离开锥面,则小球只受到重力和细线拉力,如图D75所示,小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上,故向心力水平,在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得图D75mgtanθ=mωlsinθ解得ω=即ω0==rad/s.(2)同理,
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