江蘇專版2023-2024學(xué)年新教材高中物理第六章圓周運(yùn)動(dòng)重難專題7水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題分層作業(yè)新人教版必修第二冊(cè)

重難專題7水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題分層作業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)練1.[2022江蘇蘇州練習(xí)]如圖所示，在某十字路口設(shè)置有右轉(zhuǎn)彎專用車道?，F(xiàn)有一輛汽車正在水平右轉(zhuǎn)彎車道上行駛，其運(yùn)動(dòng)可視作圓周運(yùn)動(dòng)，行駛過程中車輛未發(fā)生打滑。司機(jī)和副駕駛座上的乘客始終與汽車保持相對(duì)靜止。當(dāng)汽車在水平的右轉(zhuǎn)彎車道上減速行駛時(shí)，下列說法正確的是()A.司機(jī)和乘客具有相同的線速度B.汽車所受的合力一定指向圓心C.汽車對(duì)乘客的作用力小于汽車對(duì)司機(jī)的作用力D.汽車對(duì)乘客的作用力大于乘客所受的重力2.[2022江蘇邗江月考]如圖為用于超重耐力訓(xùn)練的離心機(jī)。航天員需要在高速旋轉(zhuǎn)的座艙內(nèi)完成超重耐力訓(xùn)練。這種訓(xùn)練的目的是鍛煉航天員在承受巨大過載的情況下仍能保持清醒，并能進(jìn)行正確操作。離心機(jī)擁有長的巨型旋轉(zhuǎn)臂，在訓(xùn)練中產(chǎn)生的向心加速度，航天員的質(zhì)量為,可視為質(zhì)點(diǎn),，則下列說法正確的是()A.離心機(jī)旋轉(zhuǎn)的角速度為B.離心機(jī)旋轉(zhuǎn)的角速度為C.座椅對(duì)航天員的作用力大小為D.座椅對(duì)航天員的作用力大小為3.[2022江蘇南京期中]如圖所示，為置于距圓桌轉(zhuǎn)盤中心處的杯子，裝滿水的總質(zhì)量為，另有一空杯子質(zhì)量為，置于距圓盤中心處，已知，圓盤從靜止開始緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩杯子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，且均未相對(duì)桌面滑動(dòng)，用表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法不正確的是()A.比先達(dá)到最大靜摩擦力B.、所受的摩擦力始終相同C.是開始滑動(dòng)的臨界角速度D.當(dāng)時(shí)，所受摩擦力的大小為4.如圖所示，質(zhì)量為的小球由輕繩和分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的點(diǎn)和點(diǎn)，當(dāng)輕桿繞軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩與水平面成角，繩平行于水平面且長為，重力加速度為，則下列說法正確的是()A.繩與水平方向夾角隨角速度的增大而一直減小B.繩所受拉力隨角速度的增大而增大C.當(dāng)角速度時(shí)，繩將出現(xiàn)彈力D.若繩突然被剪斷，則繩的彈力一定發(fā)生變化5.[2022江蘇江陰練習(xí)]如圖所示，、、三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)的水平圓盤面上，物體與盤面間的最大靜摩擦力均是其重力的倍，三物體的質(zhì)量分別為、、，它們離轉(zhuǎn)軸的距離分別為、、。當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，若、、三物體均相對(duì)圓盤靜止，則下列說法正確的是()A.的向心加速度最大B.和所受摩擦力大小相等C.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速緩慢增大時(shí)，比先滑動(dòng)D.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速緩慢增大時(shí)，比先滑動(dòng)6.[2022江蘇蘇州期末]如圖所示，小木塊、和（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，、的質(zhì)量均為，的質(zhì)量為，與轉(zhuǎn)軸的距離為，、與轉(zhuǎn)軸的距離為且均處于水平圓盤的邊緣。木塊與圓盤間的最大靜摩擦力為木塊所受重力的倍，重力加速度大小為。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A.、所受的摩擦力始終相等，故同時(shí)從水平圓盤上滑落B.當(dāng)、和均未滑落時(shí)，、所受摩擦力的大小相等C.和均未滑落時(shí)線速度一定相同D.開始滑動(dòng)時(shí)的角速度是7.[2021江蘇南通、泰州聯(lián)合測試]如圖所示，半徑為的半球形容器固定在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)繞過容器球心的豎直軸線以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。質(zhì)量不同的小物塊、隨容器轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)器壁靜止,、和球心點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角分別為和，，則()A.的質(zhì)量一定小于的質(zhì)量B.、受到的摩擦力可能同時(shí)為0C.若不受摩擦力,則受沿容器壁向上的摩擦力D.若增大，、受到的摩擦力可能都增大8.[2022江蘇鹽城月考]如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方向放著用水平細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體和，它們分居圓心兩側(cè)，質(zhì)量均為，與圓心距離分別為，，與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，重力加速度為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A.此時(shí)繩子張力為B.此時(shí)圓盤的角速度為C.此時(shí)所受摩擦力方向沿半徑指向圓內(nèi)D.若此時(shí)燒斷繩子，仍相對(duì)盤靜止，將做離心運(yùn)動(dòng)9.[2022江蘇太倉月考]如圖所示，水平圓盤上質(zhì)量與的、兩個(gè)物塊，用一根不可伸長的輕繩連在一起，輕繩經(jīng)過圓盤圓心。、一起隨圓盤繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)角速度從0開始緩慢增大，直到有物塊相對(duì)圓盤運(yùn)動(dòng)為止。、兩物塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑,。兩物塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，取最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為。求：（1）當(dāng)繩上恰好出現(xiàn)拉力時(shí)，圓盤的角速度；（2）當(dāng)時(shí),受到的摩擦力的大小。能力提升練10.[2022江蘇連云港期末模擬]如圖，相同的物塊、用沿半徑方向的細(xì)線相連放置在水平圓盤上（繩子無拉力）。當(dāng)圓盤繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊、始終相對(duì)圓盤靜止。下列關(guān)于物塊所受的摩擦力隨圓盤角速度的平方的變化關(guān)系正確的是()A. B. C. D.11.[2022江蘇蘇州月考]如圖所示，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體、及物體能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),、、的質(zhì)量分別為、、,與、和與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為,、和離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為和。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為。下列說法正確的是()A.對(duì)的摩擦力一定為B.對(duì)的摩擦力一定為C.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿足D.若轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度逐漸增大，最先滑動(dòng)的是物體12.[2022江蘇南京練習(xí)]翼型飛行器有很好的飛行性能，其原理是通過對(duì)降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣阻力都受到影響，同時(shí)通過控制動(dòng)力的大小而改變飛行器的飛行狀態(tài)。已知飛行器的動(dòng)力始終與飛行方向相同,空氣升力與飛行方向垂直,大小與速度的平方成正比,即；空氣阻力與飛行方向相反,大小與速度的平方成正比,即。其中、相互影響，可由運(yùn)動(dòng)員調(diào)節(jié)，滿足如圖甲所示的關(guān)系。飛行員和裝備的總質(zhì)量為，重力加速度取。（1）若飛行員使飛行器以速度在空中沿水平方向勻速飛行，如圖乙所示。結(jié)合甲圖計(jì)算，飛行器受到的動(dòng)力為多大?（2）若飛行員使飛行器在空中的某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖丙所示，在此過程中調(diào)節(jié),機(jī)翼中垂線和豎直方向夾角為,求飛行器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和速度的大小。（已知,）13.如圖所示，長為的繩子下端連著質(zhì)量為的小球，上端懸于天花板上，把繩子拉直，繩子與豎直線夾角，此時(shí)小球靜止于光滑的水平桌面上。求：（重力加速度為）（1）當(dāng)小球剛好離開水平桌面時(shí)，小球勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；（2）當(dāng)小球以做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子張力及桌面對(duì)小球的支持力大小；（3）當(dāng)小球以做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子張力及桌面對(duì)小球的支持力大小。重難專題7水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題分層作業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)練1.D2.A3.B4.C5.C6.B7.D8.B9.（1）[解析]當(dāng)繩上恰好出現(xiàn)拉力時(shí)，此時(shí)與轉(zhuǎn)盤之間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力,則,解得圓盤的角速度。（2）[解析]，故一直受最大靜摩擦力,對(duì)有，解得,對(duì)有,解得。能力提升練10.A11.B12.（1）[解析]選飛行器和運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，由受力分析可知，在豎直方向上,得，由、關(guān)系圖像可得,在水平方向上,動(dòng)力和阻力平衡，則，解得。（2）;[解析]飛行器在豎直方向所受合力為0,則，水平方向的合力提供向心力，則，聯(lián)立解得,。13.（1）[解析]當(dāng)小球剛好離開水平桌面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)