2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习—圆周运动的临界问题专题（含解析）

这是一份2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习—圆周运动的临界问题专题（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。
杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为3m/s，则下列说法正确的是(g=10m/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，处于完全失重状态，不受力的作用
D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N
如图所示，OO’为竖直固定转轴，足够长的光滑轻杆用铰链固定于转轴O点，杆与竖直方向的夹角为θ.轻质弹簧套在杆上，下端固定于O点，上端系住小球A(A套在杆上)，弹簧原长为l.现使杆随转轴OO’转动，角速度ω从零开始缓慢増大，下列说法正确的是
A. 杆对小球的弹力不变
B. 弹簧对小球的弹力减小
C. 当ω=gcsθlsin2θ时，弹簧对小球的弹力大小恰好为零
D. 小球的转动平面缓慢升高，杆对小球做的功等于小球机械能的增加量
图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳能承受的最大拉力为2mg.重力加速度的大小为g，当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，下列说法错误的是( )
A. 圆环角速度ω小于gR时，小球受到2个力的作用
B. 圆环角速度ω等于2gR时，细绳恰好伸直
C. 圆环角速度ω等于3gR时，细绳断裂
D. 圆环角速度ω大于6gR时，小球受到2个力的作用
如图所示，竖直杆在A、B两点通过铰链连接两等长轻杆AC和BC，AC、BC与竖直方向的夹角均为θ，两轻杆长度均为L，在C处固定一质量为m的小球。已知重力加速度为g，当装置绕竖直轴转动的角速度ω从0开始逐渐增大时，下列说法正确的是
A. 当ω=0时，AC杆和BC杆对球的作用力都为拉力
B. 在ω逐渐增大的过程中，AC杆的作用力可能先增大后减小
C. 在ω逐渐增大的过程中，BC杆的作用力可能先增大后减小
D. 当ω=gLcsθ时，BC杆的作用力为0
如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L，重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为0，改变小球运动的速度，当小球在最高点时，每根轻绳的拉力大小为3mg，则此时小球的速率为
A. 2vB. 3vC. 2vD. 22v
如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量不同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α>β.。则
A. A的质量一定小于B的质量
B. A、B受到的摩擦力可能同时为零
C. 若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向上的摩擦力
D. 若ω增大，A、B受到的摩擦力可能都增大
如图所示，倾斜放置的圆盘绕着中心轴O匀速转动，圆盘的倾角为37°，在距转动中心r=0.1 m处放一小木块，小木块跟随圆盘一起转动，小木块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.8，小木块与圆盘间的最大静摩擦力与相同条件下的滑动摩擦力相同。若要保持小木块不相对圆盘滑动，圆盘转动的角速度最大值为(已知sin 37°=0.6，cs 37°=0.3，g=10 m/s2)
A. 8 rad/sB. 6 rad/sC. 4 rad/sD. 2 rad/s
如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )
A. 重力做功2mgR
B. 机械能减少mgR
C. 合外力做功mgR
D. 克服摩擦力做功12mgR
二、多选题
如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是( )
A. 小球通过最高点时的最小速度vmin=g(R+r)
B. 小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
(多选)如图所示，细轻杆的一端与质量为m的小球相连，可绕O点的水平轴自由转动．现给小球一初速度．使它在竖直平面内做圆周运动，a、b分别表示轨道的最低点和最高点，重力加速度为g，则小球在这两点对杆的作用力大小之差可能为( )
A. 3 mgB. 4 mgC. 5 mgD. 6 mg
如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零．物块与转台间动摩擦因数为μ(μ