创新设计2015高考物理微专题训练 12圆周运动的临界问题

创新设计2015高考物理微专题训练 12圆周运动的临界问题内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 圆周运动的临界问题1(单选 )杂技演员在表演“水流星”的节目时，如图 1 所示，盛水的杯子经过最高点杯口向下时，水也不洒出来关于杯子经过最高点时水的受力情况，下面说法正确的是 ()图 1A水处于失重状态，不受重力的作用B水受平衡力的作用，合力为零C由于水做圆周运动，因此必然受到重力和向心力的作用D杯底对水的作用力可能为零答案多选 )如图 2 所示，绳子的一端固定在 O 点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动 ()图 2A转速相同时，绳长的容易断B周期相同时，绳短的容易断C线速度大小相等时，绳短的容易断D线速度大小相等时，绳长的容易断解析绳子的拉力提供 2、向心力，再根据向心力公式分析设绳子的拉力为F，则 Fr，此外，T ，所以，当转速 是周期1n 2或角速度相同时，绳长 力 子越容易断，选项 A 正确、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ；当线速度 长 力 子越容易断，选项 C 正确、 D 错误答案多选 )如图 3 所示，竖直环 A 半径为 r，固定在木板 B 上，木板 B 放在水平地面上，B 的左右两侧各有一挡板固定在地上，B 不能左右运动，在环的最低点静放有一小球 C，A 、B 、C 的质量均为 v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的摩擦阻力)，瞬时速度必须满足()图 3A最 3、小值 B最大值4小值 D最大值5保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满足 mgm ，r 可得小球在最12 22 20低点瞬时速度的最小值为 ；为了不会使环在竖直方向上跳起，在最高点5对环的压力为 2球满足 3mgm ，从最低点到最r 可得小球在最低点瞬时速度12 22 21的最大值为 单选 )如图 4 所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动无滑动甲圆盘与乙圆盘的半径之比为 r 甲 r 乙 31，两圆光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、m 2 之间的动摩擦因数相同，m 1 距 O 点为 2r，m 2 距 O点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时 ()图 4、4A滑动前 角速度之比 1 231B滑动前 向心加速度之比 a1a 213C随转速慢慢增加，m 1 先开始滑动D随转速慢慢增加，m 2 先开始滑动解析由题意可知，线速度 v 甲 v 乙 ，又 r 甲 r 乙 31，则 甲 乙13，m 1、 运动 1 甲 ， 2 乙 ，则 1213，故 a得 2a 2a 1 2 9，故 B 错；2甲 21 2乙 2 21 2m1、m 2所受向心力由摩擦力提供，则，a 2 ，f 1m 1g，f 2m 2g，a 1g ，a 2g，又9，故 5(2013浙江模拟 )(单选 )一轻杆下端固定一质量为 m 的小球，上端连在光滑水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动(不计 5、空气阻力)，如图 5 所示当小球在最低点时给它一个水平初速度 球刚好能做完整的圆周运动若小球在最低点的初速度从 渐增大，则下列判断正确的是 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 小球能做完整的圆周运动，经过最高点的最小速度为 球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大C小球在最低点对轻杆的作用力先减小后增大D小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心解析小球做完整的圆周运动经过最高点时，对小球，由牛顿第二定律得 m ，当轻杆对小球的作用力大小 F，小球的速度最小，最以 A 错由 m 可得在最高点轻杆对小球的作用力m ，若小球在最低点的初速度从 球经过最高点时以轻杆对小球的作用力 为支持力后为 6、拉力)，由牛顿第三定律可得小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大，因此 B 正确在最低点，由 Fmgm 可得轻杆对小球的作用力力)Fmgm ，若小球在最低点的初速度从 轻杆对小力) 一直增大，C 错轻杆绕水平轴在竖直平面内运动，小球不是做匀速圆周运动，所以合外力的方向不是始终指向圆心，只有在最低点和最高点合外力的方向才指向圆心，D 错答案图 6 所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心 r20 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，其质量为 m2 与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的 k 倍(k 图 6(1)当圆盘转动的角速度 2 s 时，物块与圆盘间的摩擦力大小多大。 方向 7、如何。 (2)欲使 A 与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大。 (取g10 m/s 2)解析(1)物块随圆盘一起绕轴转动，需要向心力，而竖直方向物块受到的重力 持力 心力只能来源于圆盘对物块的静摩擦力根据牛顿第二定律可求出物块受到的静摩擦力的大小 fF 向 r，方向沿半径指向圆心(2)欲使物块与盘面不发生相对滑动，做圆周运动的向心力应小于最大静摩擦力所以 F 向 5 1)N方向沿半径指向圆心 (2)5 用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是 108 km/的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的 (1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少。 (2)如果高速公路上设计了圆弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少。 (取 g10 m/s 2)解析(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有 m ，由速度 v108 km/h30 m/道半径 50 m.(2)汽车过拱桥，可看做在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有 N m 与路面间的弹力 mgm ，则 R90 1)150 m(2)90 m。