粤教版高中物理必修第二册第二章圆周运动习题课一圆周运动的两种模型和临界问题课件（26页ppt）+检测含答案（教师用）

课时跟踪检测（九） 圆周运动的两种模型和临界问题 A组—重基础·体现综合 1．如图甲所示是杂技演员表演的“水流星”节目，在长为1.8 m的细绳的两端，各系一个与水的总质量为m＝0.5 kg的盛水容器，以绳的中点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图乙所示，若“水流星”通过最高点时的速率为3 m/s，则下列说法正确的是(g＝10 m/s2)(　　) A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零 C．“水流星”通过最高点时，不受力的作用 D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N 解析：选B　水流星在最高点的临界速度v＝＝3 m/s，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出，故选B。 2．冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度为(　　) A．v＝k B．v≤ C．v≤ D．v≤ 解析：选B　水平冰面对运动员的摩擦力提供他做圆周运动的向心力，则运动员的安全速度v满足：kmg≥m，解得v ≤，故选项B正确。 3.如图所示，可视为质点的木块A、B叠放在一起，放在水平转台上随转台一起绕固定转轴OO′匀速转动，木块A、B与转轴OO′的距离为1 m，A的质量为5 kg，B的质量为10 kg。已知A与B间的动摩擦因数为0.2，B与转台间的动摩擦因数为0.3，若木块A、B与转台始终保持相对静止，则转台角速度ω的最大值为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)(　　) A．1 rad/s B. rad/s C. rad/s D．3 rad/s 解析：选B　对A有μ1mAg≥mAω2r，对A、B整体有(mA＋mB)ω2r≤μ2(mA＋mB)g，代入数据解得ω≤ rad/s，故B正确。 4．[多选]球A和球B可在光滑杆上无摩擦滑动，两球用一根细绳连接，如图所示，球A的质量是球B的两倍，当杆以角速度ω匀速转动时，两球刚好保持与杆无相对滑动，那么(　　) A．球A受到的向心力大于球B受到的向心力 B．球A转动的半径是球B转动半径的一半 C．当A球质量增大时，球A向外运动 D．当ω增大时，球B向外运动 解析：选BC　因为杆光滑，两球的相互拉力提供向心力，所以FA＝FB，故选项A错误；由F＝mω2r，mA＝2mB，得rB＝2rA，故选项B正确；当A球质量增大时，球A向外运动，故选项C正确；当ω增大时，球B不动，故选项D错误。 5．某特技演员曾飞车挑战世界最大环形车道。如图所示，环形车道竖直放置，半径为6 m，若汽车在车道上以12 m/s恒定的速率运动，特技演员与汽车的总质量为1 000 kg，重力加速度g取10 m/s2，则(　　) A．汽车通过最低点时，特技演员处于失重状态 B．汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×104 N C．汽车在环形车道上的角速度为1 rad/s D．若要挑战成功，汽车在最高点的速率不可能低于12 m/s的恒定速率运动 解析：选B　汽车通过最低点时，加速度方向竖直向上，特技演员处于超重状态，故A错误；汽车在最高点，根据牛顿第二定律得，FN＋mg＝m，解得FN＝m－mg＝14 000 N，故B正确；汽车在环形车道上的角速度ω＝＝ rad/s＝2 rad/s，故C错误；要想通过最高点，临界情况是轨道对汽车的压力为零，根据牛顿第二定律得，mg＝m，解得v′＝＝ m/s＝2 m/s，即最小速度为2 m/s，故D错误。 6．[多选]如图所示，竖直平面内固定一个圆环状的细管，一光滑小球(直径略小于管径)在管内做圆周运动，则(　　) A．小球以大小不同的速度通过最高点时，管壁对小球的作用力大小一定不等 B．小球以大小不同的速度通过最高点时，管壁对小球的作用力大小可能相等 C．小球以大小不同的速度通过最低点时，管壁对小球的作用力大小一定不等 D．小球以大小不同的速度通过最低点时，管壁对小球的作用力大小可能相等 解析：选BC　在最高点，若小球对内壁为压力，则mg－FN＝，解得FN＝mg－；若小球对外壁为压力，则mg＋FN′＝ ... ...