江苏专版2023-2024学年新教材高中物理第六章圆周运动重难专题7水平面内的圆周运动的临界问题分层作业新人教版必修第二册

重难专题7水平面内的圆周运动的临界问题分层作业知识基础练1.[2022江苏苏州练习]如图所示，在某十字路口设置有右转弯专用车道。现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶，其运动可视作圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑。司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止。当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时，下列说法正确的是()A.司机和乘客具有相同的线速度B.汽车所受的合力一定指向圆心C.汽车对乘客的作用力小于汽车对司机的作用力D.汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力2.[2022江苏邗江月考]如图为用于超重耐力训练的离心机。航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练。这种训练的目的是锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作。离心机拥有长的巨型旋转臂，在训练中产生的向心加速度，航天员的质量为,可视为质点,，则下列说法正确的是()A.离心机旋转的角速度为B.离心机旋转的角速度为C.座椅对航天员的作用力大小为D.座椅对航天员的作用力大小为3.[2022江苏南京期中]如图所示，为置于距圆桌转盘中心处的杯子，装满水的总质量为，另有一空杯子质量为，置于距圆盘中心处，已知，圆盘从静止开始缓慢地加速转动，两杯子与桌面间的动摩擦因数均为，且均未相对桌面滑动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法不正确的是()A.比先达到最大静摩擦力B.、所受的摩擦力始终相同C.是开始滑动的临界角速度D.当时，所受摩擦力的大小为4.如图所示，质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与水平面成角，绳平行于水平面且长为，重力加速度为，则下列说法正确的是()A.绳与水平方向夹角随角速度的增大而一直减小B.绳所受拉力随角速度的增大而增大C.当角速度时，绳将出现弹力D.若绳突然被剪断，则绳的弹力一定发生变化5.[2022江苏江阴练习]如图所示，、、三个物体放在旋转的水平圆盘面上，物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的倍，三物体的质量分别为、、，它们离转轴的距离分别为、、。当圆盘旋转时，若、、三物体均相对圆盘静止，则下列说法正确的是()A.的向心加速度最大B.和所受摩擦力大小相等C.当圆盘转速缓慢增大时，比先滑动D.当圆盘转速缓慢增大时，比先滑动6.[2022江苏苏州期末]如图所示，小木块、和（可视为质点）放在水平圆盘上，、的质量均为，的质量为，与转轴的距离为，、与转轴的距离为且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，重力加速度大小为。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法中正确的是()A.、所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落B.当、和均未滑落时，、所受摩擦力的大小相等C.和均未滑落时线速度一定相同D.开始滑动时的角速度是7.[2021江苏南通、泰州联合测试]如图所示，半径为的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心的竖直轴线以角速度匀速转动。质量不同的小物块、随容器转动且相对器壁静止,、和球心点的连线与竖直方向的夹角分别为和，，则()A.的质量一定小于的质量B.、受到的摩擦力可能同时为0C.若不受摩擦力,则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江苏盐城月考]如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用水平细线相连的质量相等的两个物体和，它们分居圆心两侧，质量均为，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，重力加速度为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是()A.此时绳子张力为B.此时圆盘的角速度为C.此时所受摩擦力方向沿半径指向圆内D.若此时烧断绳子，仍相对盘静止，将做离心运动9.[2022江苏太仓月考]如图所示，水平圆盘上质量与的、两个物块，用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过圆盘圆心。、一起随圆盘绕竖直中心轴转动,转动角速度从0开始缓慢增大，直到有物块相对圆盘运动为止。、两物块转动半径,。两物块与圆盘间的动摩擦因数均为，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求：（1）当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度；（2）当时,受到的摩擦力的大小。能力提升练10.[2022江苏连云港期末模拟]如图，相同的物块、用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上（绳子无拉力）。当圆盘绕转轴转动时，物块、始终相对圆盘静止。下列关于物块所受的摩擦力随圆盘角速度的平方的变化关系正确的是()A. B. C. D.11.[2022江苏苏州月考]如图所示，叠放在水平转台上的物体、及物体能随转台一起以角速度匀速转动,、、的质量分别为、、,与、和与转台间的动摩擦因数都为,、和离转台中心的距离分别为和。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。下列说法正确的是()A.对的摩擦力一定为B.对的摩擦力一定为C.转台的角速度需要满足D.若转台的角速度逐渐增大，最先滑动的是物体12.[2022江苏南京练习]翼型飞行器有很好的飞行性能，其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气阻力都受到影响，同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力始终与飞行方向相同,空气升力与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,即；空气阻力与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,即。其中、相互影响，可由运动员调节，满足如图甲所示的关系。飞行员和装备的总质量为，重力加速度取。（1）若飞行员使飞行器以速度在空中沿水平方向匀速飞行，如图乙所示。结合甲图计算，飞行器受到的动力为多大?（2）若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示，在此过程中调节,机翼中垂线和竖直方向夹角为,求飞行器做匀速圆周运动的半径和速度的大小。（已知,）13.如图所示，长为的绳子下端连着质量为的小球，上端悬于天花板上，把绳子拉直，绳子与竖直线夹角，此时小球静止于光滑的水平桌面上。求：（重力加速度为）（1）当小球刚好离开水平桌面时，小球匀速转动的角速度；（2）当小球以做圆周运动时，绳子张力及桌面对小球的支持力大小；（3）当小球以做圆周运动时，绳子张力及桌面对小球的支持力大小。重难专题7水平面内的圆周运动的临界问题分层作业知识基础练1.D2.A3.B4.C5.C6.B7.D8.B9.（1）[解析]当绳上恰好出现拉力时，此时与转盘之间的摩擦力达到最大静摩擦力,则,解得圆盘的角速度。（2）[解析]，故一直受最大静摩擦力,对有，解得,对有,解得。能力提升练10.A11.B12.（1）[解析]选飞行器和运动员为研究对象，由受力分析可知，在竖直方向上,得，由、关系图像可得,在水平方向上,动力和阻力平衡，则，解得。（2）;[解析]飞行器在竖直方向所受合力为0,则，水平方向的合力提供向心力，则，联立解得,。13.（1）[解析]当小球刚好离开水平桌面做匀速圆周运动时