2025人教版高中物理必修第二册强化练习题--专题强化练5　水平面内圆周运动的临界问题

中小学教育资源及组卷应用平台 2025人教版高中物理必修第二册 专题强化练5　水平面内圆周运动的临界问题 题组一　以弹力改变为临界条件的问题 1.(多选题)(2024山东临沂期中)如图所示,一质量为m的小球用两个长度均为L的轻质细绳系着,两根绳另一端分别固定在竖直转轴上的a、b两点,a、b两点之间的距离也为L。当转轴以一定角速度ω转动时,两绳均处于伸直状态,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是 (　　) A.要保证两绳均处于伸直状态,竖直转轴的最小角速度为 B.当竖直转轴的角速度增大到一定程度时,绳1可以变为松弛状态 C.两绳均处于伸直状态时,绳1上的张力与绳2上的张力差值恒定 D.当竖直转轴的角速度为2时,绳2上的张力大小等于mg 2.(2024江苏扬州中学月考)如图甲所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线竖直,母线与轴线之间的夹角为θ,一条长度为l的轻绳,一端固定在圆锥体顶点O处的轴上,另一端拴着一个质量为m的小球(小球可看作质点,轻绳与母线平行)。小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动,轻绳的拉力F随ω2变化的关系如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　　) 　 A.绳长为l=2 m B.母线与轴线之间的夹角θ=30° C.小球质量为0.6 kg D.小球的角速度为3 rad/s时,小球刚离开锥面 3.(2023广东茂名期中)如图所示,长为L的绳子下端连着质量为m的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳与竖直方向的夹角θ=60°,此时小球静止于光滑的水平桌面上。已知重力加速度为g,则 (1)当小球绕圆心O点匀速转动时,如果小球刚好离开水平桌面,小球匀速转动的角速度ω0为多大 (2)当小球以角速度ω1=绕圆心O匀速转动时,绳子张力F1为多大 桌面对小球的支持力FN1为多大 题组二　以摩擦力改变为临界条件的问题 4.(2024江苏苏州常熟期中)如图所示,甲、乙圆盘的半径之比为1∶3,两水平圆盘紧靠在一起,乙靠摩擦随甲不打滑转动,两圆盘上分别放置质量为m1和m2的小物体a、b,m1=2m2,两小物体与圆盘间的动摩擦因数相同。a距甲盘圆心r,b距乙盘圆心2r,此时它们正随盘做匀速圆周运动。下列判断正确的是 (　　) A.a和b的线速度之比为1∶2 B.a和b的向心加速度之比为9∶2 C.a和b的角速度之比为1∶3 D.随转速慢慢增加,b先开始滑动 5.(多选题)(2024重庆第一中学月考)如图所示,小物块A、B、C与水平转台相对静止,已知A、B、C的质量分别为m、2m、m,A与B以及A、B与转台间的动摩擦因数均为μ,C与转台间的动摩擦因数为2μ,A和B离转台中心的距离为r,C离转台中心的距离为1.5r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现在B、C之间连接一原长为1.5r、劲度系数k=的轻弹簧,轻弹簧过转台中心,从静止开始缓慢增大转台的转速,且A、B、C一直能保持相对转台静止,重力加速度为g,以下说法正确的是 (　　) A.转台允许的最大角速度为ω= B.当B与转台间摩擦力为零时,C受到转台的摩擦力大小为μmg C.B、C与转台之间的摩擦力都先减小后增大 D.若将A、B的位置对调,转台允许的最大角速度不变 6.(多选题)(2024河南豫北名校联考)如图甲所示,质量分别为m1、m2的小木块a和b(可视为质点)用细线相连,沿半径方向放在水平圆盘上,a、b与转轴OO'之间的距离分别为r1、r2。若圆盘从静止开始绕转轴OO'缓慢地加速转动,ω表示圆盘转动的角速度,木块a所受的摩擦力大小fa随圆盘角速度的平方(ω2)的变化图像如图乙所示。0~对应图线的斜率为k1,~对应图线的斜率为k2,两木块与圆盘间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。下列关系式正确的是 (　　) 　 A.=　B.=　C.=　D.= 7.(2023湖北武汉部分重点高中联考)如图所示,半径为2r的水平圆盘距地面的高度为h=,质量mA=4m与mB=m的A、B两个物块均可看成质点,用一根不可伸长的轻绳连在一起,轻绳经过圆盘圆心,长3r。A和B一起随圆盘绕 ... ...