第21练专题强化：圆周运动的临界问题
分值：60分
1~7题每小题5分，共35分
1.(2024·山东临沂市质检)如图甲，滚筒洗衣机脱水时，滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的，衣服紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件可视为质点的小衣服，a、b分别为小衣服经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是()
A.衣服紧贴着滚筒做匀变速曲线运动
B.衣服转到b位置时衣服上水珠的脱水效果比a位置好
C.不论滚筒转速多大，衣服都不会离开滚筒壁
D.衣服在a位置受到滚筒壁的支持力比在b位置的大
2.港珠澳大桥总长约55km，是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的路海大桥，设计时速100km/h。如图所示，该路段是港珠澳大桥的一段半径r＝150m的圆弧形弯道，总质量m＝1800kg的汽车通过该圆弧形弯道时以速度v大小为90km/h做匀速圆周运动(汽车可视为质点，路面视为水平且不考虑车道的宽度)。已知路面与汽车轮胎间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的34，重力加速度g取10m/s2，则(
A.汽车过该弯道时受到重力、支持力、摩擦力、牵引力和向心力
B.汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为4000N
C.汽车过该弯道时的向心加速度大小为4m/s2
D.汽车能安全通过该弯道的最大速度为155m/s
3.如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，汽车对桥顶的压力为车重力的34，如果要使汽车在粗糙的桥面经过桥顶时，恰好不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为(
A.15m/s B.20m/s C.25m/s D.30m/s
4.(来自教材改编)(2024·山东日照市期中)如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在水平转台上，转台竖直转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合。当转台匀速转动时，观察到陶罐内壁上质量为m的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO的夹角θ＝60°。重力加速度大小为g。下列判断正确的是()
A.转台的角速度一定等于2
B.物块的线速度大小可能等于3
C.物块所受合力的大小一定等于3mg
D.陶罐壁对物块弹力的大小一定等于2mg
5.(2025·山东青岛市校考)如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B(均可视为质点)，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g，则球B在最高点时()
A.球B的速度为零
B.球A的速度大小为2
C.水平转轴对杆的作用力为1.5mg
D.水平转轴对杆的作用力为2.5mg
6.(2024·山东潍坊市期中)如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B及物体C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r和1.5r。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A、B、C均可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是()
A.B对A的摩擦力一定为3μmg
B.B对A的摩擦力一定为3mω2r
C.转台的角速度需要满足ω≤μg
D.若转台的角速度逐渐增大，最先滑动的是A物体
7.(多选)如图甲所示，一长为l的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判断正确的是()
A.图像函数表达式为F＝mv2l
B.重力加速度g＝b
C.绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大
D.绳长不变，用质量较小的球做实验，b值不变
8~10题每小题6分，共18分
8.(2025·山东潍坊市模拟)如图所示，一倾斜的圆筒绕固定轴OO1以恒定的角速度ω转动，圆筒的半径r＝1.5m。筒壁内有一小物体(可视为质点)与圆筒始终保持相对静止，小物体与圆筒间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，转动轴与水平面间的夹角为60°，重力加速度g取10m/s2，则ω的最小值是(
A.1rad/s B.303
C.10rad/s D.5rad/s
9.(2024·山东德州市校考)如图所示，在水平圆盘上，沿半径方向放置物体A和B，mA＝4kg，mB＝1kg，它们分居在圆心两侧，与圆心距离为rA＝0.1m，rB＝0.2m，中间用水平细线相连，A、B与圆盘间的动摩擦因数均为μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若圆盘从静止开始绕中心转轴非常缓慢地加速转动，重力加速度g取10m/s2，以下说法正确的是(