2021高考物理新高考版一轮习题：第四章 微专题28 水平面内的圆周运动问题(含解析)

1．圆周运动的动力学问题实际上是牛顿第二定律的应用，且已知合外力方向(匀速圆周运动指向圆心)．所以遇到圆周运动动力学问题就先做好受力分析，再由牛顿第二定律列方程． 2．理解做圆周运动、离心运动、近心运动的条件．

1．(多选)(2020·重庆市调研)如图1甲为某游乐园飓风飞椅游玩项目，如图乙为飓风飞椅结构简图．其装置由伞型转盘A、中间圆柱B、底座C和软绳悬挂飞椅D(可视为质点)组成，在距转盘下表面轴心O距离为d的圆周上，用软绳分布均匀地悬挂16座飞椅(图乙中只画两座)，设A、B、C总质量为M，单个飞椅与人的质量之和均为m，悬挂飞椅D的绳长均为L，当水平转盘以角速度ω稳定旋转时，各软绳与竖直方向成θ角，重力加速度为g.则下列判断正确的是( )

图1

A．转盘旋转角速度为

gtan θ

d＋Lsin θ

B．底座C对水平地面压力随转速增加而减小

C．底座C对水平地面压力与转速无关，恒为Mg＋16mg

D．软绳与竖直方向夹角θ大小与软绳长、转速和乘客质量均有关

2．(多选)(2019·广西桂林市、贺州市期末联考)如图2所示，照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动．已知图中双向四车道的总宽度为15 m，内车道内边缘间最远的距离为150 m．假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍．g取10 m/s2，则汽车( )

图2

A．所受的合力可能为零 B．只受重力和地面支持力的作用

C．所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供 D．最大速度不能超过370 m/s

3．(2019·四川乐山市第一次调查研究)如图3所示，在半径为R的半球形碗的光滑内表面上，一质量为m的小球在距碗口高度为h的水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则小球做匀速圆周运动的角速度为( )

图3

A.C．g

R2－h2gh

ghB.22 R－hD.g h

h

?R－h?2

4．(多选)(2019·四川绵阳市第二次诊断)如图4所示，金属块Q放在带有光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端与Q相连，下端拴着一个小球P.小球P在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向的夹角为30°；现使小球P在原水平面内做半径更大的匀速圆周运动，且细线与竖直方向的夹角为60°，金属块Q更靠近小孔．且这两种情况下Q均处于静止状态，则后一种情况与原来相比较( )

图4

A．小球P的线速度更大

B．小球P运动的周期更大

C．小球P的向心力大小之比为3∶1 D．金属块Q所受摩擦力大小之比为3∶1

5.(多选)如图5所示，一根原长为l0的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连．球与杆一起绕过杆A端的竖直轴OO′匀l0

速转动，且杆与水平面间的夹角始终为30°.已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量为，重力

2加速度为g.则下列说法正确的是( )

图5

A．弹簧为原长时，杆的角速度为 B．当杆的角速度为g 2l0

g时，弹簧处于压缩状态 l0

C．在杆的角速度增大的过程中，小球与弹簧所组成的系统机械能不守恒 2

D．在杆的角速度由0缓慢增大到

3

2g5mgl0过程中，小球的机械能增加了 l04

6．如图6所示，两个相同的小木块A和B(均可看做质点)，质量均为m，用长为L的轻绳连接，置于水平圆盘的同一半径上，A与竖直轴的距离为L，此时绳子恰好伸直且无弹力，木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )