资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩10页未读，
继续阅读
所属成套资源：人教版物理必修第二册分层练习（含解析）+单元测试整册
成套系列资料，整套一键下载
物理必修 第二册1 圆周运动精品精练
展开
这是一份物理必修 第二册1 圆周运动精品精练，文件包含64《生活中的圆周运动》分层练习原卷版-人教版高中物理必修二docx、64《生活中的圆周运动》分层练习解析版-人教版高中物理必修二docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共38页， 欢迎下载使用。
1．（2022春·黑龙江牡丹江·高一牡丹江市第二高级中学期末）鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如图所示，当翼面与水平面成θ=37°并以速率匀速水平盘旋时的半径为30m，重力加速度g=10m/s2，则v大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】鹰在水平面上匀速盘旋，做匀速圆周运动，合外力提供向心力，受力分析如图所示
根据牛顿第二定律则有
代入数据解得
v=15m/s
故选C。
2．（2022春·浙江杭州·高一浙江大学附属中学期中）山崖边的公路常被称为最险公路，如图，公路路面水平，一辆汽车欲安全通过此弯道，下列说法正确的是（ ）
A．若汽车以恒定的角速度转弯，选择外圈较为安全
B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择内圈较为安全
C．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用
D．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
【答案】C
【详解】CD．汽车做的是匀速圆周运动，是侧向静摩擦力提供向心力，重力和支持力平衡，所以汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用，向心力是效果力不是物体实际受到的力，故C正确，D错误；
A．如果汽车以恒定的角速度转弯，根据
Fn=mω2r
可知在内圈时转弯半径小，所以在内圈时向心力小，则静摩擦力小，不容易打滑，安全，故A错误；
B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，根据
在外圈是转弯半径大，在外圈时向心力小，此时静摩擦力小，不容易打滑，安全，故B错误。
故选C。
3．（2020秋·天津武清·高一天津市武清区杨村第一中学校联考期末）度在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为的赛道上做匀速圆周运动。已知运为动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B．运动员受到的合力大小为
C．运动员做圆周运动的角速度为
D．如果运动员减速，运动员将做离心运动
【答案】B
【详解】A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力，三个的合力提供了向心力，故A错误；
B．运动员做匀速圆周运动，所受到的合力提供向心力，再根据牛顿第二定律可得
所以运动员受到的合力大小为，故B正确；
C．由圆周运动的线速度和角速度的关系式可得
故C错误；
D．如果运动员减速，需要的向心力减小，此时向心力“供”大于“需”，运动员将会做近心运动，故D错误。
故选B。
4．（2022·全国·高一假期作业）火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A．该弯道的半径
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C．当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压
D．分别按规定速度v和大于速度v行驶时，火车所受的支持力不相等
【答案】D
【详解】A．当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，有
解得
A错误；
B．根据 ，可知，规定的行驶速度与火车的质量无关，B错误；
C．当火车速率小于v时，火车有向心运动的趋势，则对内轨有挤压，C错误；
D．按规定速度行驶时，支持力为
则支持力大于重力，大于速度v行驶时，外轨给火车垂直轨道向内的力，由竖直方向的平衡条件可知，火车所受的支持力大于，故D正确。
故选D。
5．（2022·高一课时练习）高铁技术迅猛发展，目前已经修建好的成西高铁，横跨川陕两省，极大地缩短了德阳到西安的运行时间。设计师根据地形设计一弯道，半径为，限定速度为（此时车轮轮缘不受力）。已知我国的轨距为且角度较小时，，重力加速度，则高速列车在通过此弯道时的外轨超高值为（ ）
A．8cmB．9cmC．10cmD．11cm
【答案】A
【详解】半径，限定速度；根据牛顿第二定律得
解得
由题意得
而，联立解得
故选A。
6．（2022·全国·高一专题练习）（多选）如图所示，当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行。同时观察放在桌面上水杯内的水面（与车厢底板平行）。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）
A．列车转弯时的向心加速度大小为gtan θ
B．列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用
C．水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力
D．水杯受到指向桌面内侧的静摩擦力
【答案】AB
【详解】A．设玩具小熊的质量为m，则玩具受到的重力mg、细线的拉力FT的合力提供玩具小熊随车做水平面内圆周运动的向心力F，如图所示
有
mgtanθ=ma
可知列车在转弯时的向心加速度大小为
a=gtanθ
A正确；
B．列车的向心加速度a=gtanθ，由列车的重力与轨道的支持力的合力提供，故列车与轨道均无侧向挤压作用，B正确；
CD．水杯的向心加速度a=gtanθ，由水杯的重力与桌面的支持力的合力提供，水杯与桌面间的静摩擦力为零，CD错误。
故选AB。
过桥模型
7．（2018春·天津北辰·高一天津市第四十七中学校联考期末）（多选）如图是汽车分别经过拱形桥最高点和凹形桥最低点的情形。下列说法正确的是（ ）
A．过拱形桥最高点时汽车所受支持力大于重力B．过凹形桥最低点时汽车所受支持力大于重力
C．过拱形桥最高点时汽车所受支持力小于重力D．过凹形桥最低点时汽车所受支持力小于重力
【答案】BC
【详解】AC．汽车过拱形桥最高点时，重力与支持力的合力提供向心力，即
所以汽车过拱形桥最高点时，汽车所受支持力小于重力，故A错误，C正确；
BD．汽车过凹形桥最低点时，支持力与重力的合力提供向心力，即
所以汽车过凹形桥最低点时，汽车所受支持力大于重力，故B正确，D错误。
故选BC。
8．（2022·全国·高一专题练习）城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为，则（ ）
A．小汽车通过桥顶时处于超重状态
B．小汽车通过桥顶时处于平衡状态
C．小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D．小汽车到达桥顶时的速度必须大于
【答案】C
【详解】ABC．由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得
解得小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
物体处于失重状态，故AB错误，C正确；
D．由
解得
故D错误。
故选C。
9．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，长度均为l＝1m的两根轻绳，一端共同系住质量为m＝0.5 kg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g取10 m/s2。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，每根绳的拉力恰好为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（ ）
A．B．
C．15ND．
【答案】A
【详解】小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，由牛顿第二定律得
当小球在最高点的速率为2v时，由牛顿第二定律得
解得
故选A。
10．（2022春·湖南常德·高一汉寿县第一中学校考阶段练习）如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，A、B两点连线为半圆形轨道的竖直直径，一小球以某一速度从最低点A冲上轨道，运动到最高点B时，小球对轨道的压力大小为自身重力的一半。空气阻力不计，小球可视为质点，则小球落地点C到轨道最低点A的距离为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】小球在B点时，由牛顿第二定律
解得
小球从B到C做平抛运动，则有
联立解得
故选B。
11．（2022秋·贵州铜仁·高一贵州省铜仁第一中学校考期末）如图所示，质量m=30kg的小孩（可视为质点）做杂技表演，不可伸长的轻绳一端固定于水平安全网上方高H=10m的O点，小孩抓住绳子上的P点从与O点等高的位置由静止开始向下摆动，运动到绳子竖直时松手离开绳子做平抛运动，落到安全网上。已知P点到O点的距离L=5m，绳子摆动到竖直位置时，小孩受到绳子拉力的大小为900N，重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计。求：
（1）绳子摆动到竖直位置时，小孩的速度；
（2）松手后小孩的落地点与松手时小孩所在位置间的水平距离。
【答案】（1）10m/s；（2）10m
【详解】（1）绳子摆动到竖直位置时，对小孩根据牛顿第二定律
解得
v=10m/s
（2）松手后小孩做平抛运动则
解得
x=10m
离心运动
12．（2022春·河北沧州·高一沧县中学阶段练习）如图所示，水平旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘飞出。下列说法正确的是（ ）
A．水珠从雨伞的边缘沿半径方向脱离雨伞
B．水珠重力大于水珠与雨伞之间的作用力
C．水珠脱离雨伞时的速率小于雨伞边缘的线速度
D．水珠受到的合外力小于水珠需要的向心力
【答案】D
【详解】A．线速度方向垂直半径方向，则水珠从雨伞的边缘沿垂直于半径方向脱离雨伞，选项A错误；
BD．水滴飞出做离心运动是因为水珠受到的合外力小于水珠做圆周运动需要的向心力，但无法比较水珠重力与水珠与雨伞之间的作用力的大小关系，选项B错误，D正确；
C．水珠脱离雨伞时的速率等于雨伞边缘的线速度，选项C错误；
故选D。
13．（2022春·江苏·高一开学考试）滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，则（ ）
A．衣物和水都做离心运动
B．衣物运动到最低点B点时处于失重状态
C．衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
D．衣物运动到最高点A点时脱水效果更好
【答案】C
【详解】A．衣物受到筒的支持力和重力，做圆周运动，衣物上的水所受合力不足以提供向心力，做离心运动，从而达到脱水的作用，故A错误；
B．衣物运动到最低点B点时，加速度指向圆心，竖直向上，处于超重状态，故B错误；
CD．根据牛顿第二定律，在最低点B，有
在最高点A，有
则
所以衣物运动到最低点B点时，衣物与水更容易分离，脱水效果会更好，故C正确，D错误。
故选C。
14．（2022·高一课时练习）（多选）离心沉淀器可以加速物质的沉淀，如图是它的示意图，试管中先装水，再加入粉笔灰粉末后搅拌均匀，当试管绕竖直轴高速旋转时，两个试管几乎成水平状态，然后可观察到粉笔灰粉末沉淀在试管的远端。则（ ）
A．旋转越快，试管的高度越低
B．粉笔灰粉末向试管的远端运动是一种离心现象
C．旋转越快，粉笔灰粉末的沉淀现象越明显
D．旋转越快，粉笔灰粉末的沉淀现象越不明显
【答案】BC
【详解】A．对试管整体分析，整体受到的合力提供向心力，设试管中心线与竖直方向夹角为α，则向心力为
当转速增大时，角速度增大，需要的向心力增大，故角度α增大，试管越高，选项A错误；
B．离心沉淀器是一种离心设备，不同的物质混合，当离心沉淀器工作时，会发生离心现象，选项B正确；
CD．转速越快，所需向心力越大，粉笔灰粉末沉淀越明显，选项C正确，D错误。
故选BC。
15．（2022·全国·高一专题练习）（多选）如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是：（ ）
A．突然消失，小球将沿轨迹做离心运动
B．突然变小，小球将沿轨迹做离心运动
C．突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心
D．突然变大，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心
【答案】AD
【详解】A．若F突然消失，小球不再受向心力作用，将沿线速度方向，即圆的切线方向飞出，故A正确；
BC．若F突然变小，小球受的合力小于需要的向心力，小球将做离心运动，但由于力F仍然存在，故小球仍做曲线运动，即可能沿Pb方向做离心运动，故BC错误；
D．若F突然变大，小球受的合力大于需要的向心力，小球将逐渐向圆心靠近，即小球将沿轨迹逐渐靠近圆心，故D正确。
故选AD。
16．（2022春·江苏扬州·高一期中）2022年北京冬奥会于2月4日开幕，中国代表团以9金4银2铜位列金牌榜第三，创造了冬奥参赛史上最好成绩。在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛。比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而甩离正常比赛路线。如图所示，圆弧虚线代表弯道，即正常运动路线，为运动员在O点时的速度方向（研究时可将运动员看作质点）下列说法中正确的是（ ）
A．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在左侧
B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力
C．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
D．发生侧滑是因为运动员的速度过大，受到的合力不够提供向心力
【答案】D
【详解】A．若在O点发生侧滑，若向心力突然消失，则沿切线Oa运动，而现在是由于所提供的向心力小于所需要的向心力，因此Oa与Ob之间，故A错误；
B C D．运动员发生侧滑是因为运动员受到的合力指向圆心小于所需要的向心力，故BC错误，D正确。
故选D。
17．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（ ）
A．当转盘匀速转动时，物块P所受摩擦力方向为c方向
B．当转盘匀速转动时，物块P不受转盘的摩擦力
C．当转盘加速转动时，物块P所受摩擦力方向可能为a方向
D．当转盘减速转动时，物块P所受摩擦力方向可能为b方向
【答案】A
【详解】AB．当转盘匀速转动时，物块P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力方向沿半径指向圆心O点，故A正确，B错误；
C．当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，即物块P所受摩擦力方向可能为b方向，故C错误；
D．当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有沿与a方向相反的切向力，使线速度大小减小，即物块P所受摩擦力方向可能为d方向，故D错误。
故选A。
18．（多选）如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（ ）
A．当地的重力加速度为
B．轻质绳长为
C．小球在最低点和最高点的拉力之差为5a
D．若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转动的过程中杆始终对小球产生支持力
【答案】AB
【详解】AB．在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则得
化简得
①
由图像知，时，，图像的斜率，则得
得绳长
当时，，由①得
解得
故A正确，B正确；
C．只要，绳子的拉力大于0，根据牛顿第二定律得有最高点：
②
最低点：
③
从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得
④
联立②③④解得
即小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为，故C错误；
D．若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转过的过程中开始时杆对小球的作用力为支持力；当转过后，小球的向心力必定由杆的拉力提供，所以可知，在小球从最高点由静止转过的过程中，杆对小球的作用力开始时是支持力，然后是拉力，故D错误。
故选AB。
19．（2022春·浙江·高一阶段练习）（多选）如图所示为旋转脱水拖把结构图，旋转杆上有长度为的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为，固定套杆内部有与旋转杆的螺纹相配套的凹纹，如果旋转杆不动，固定杆可以在旋转杆上沿其轴线旋转上行或下行。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。拖把头的托盘半径为，拖布条的长度为，脱水桶的半径为。某次脱水时，固定套杆在内匀速下压了，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．紧贴脱水桶壁的拖布条上附着的水最不容易甩出
B．旋转时脱水桶壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为3：2
C．拖把头转动的周期为
D．拖把头转动的角速度为
【答案】BD
【详解】A．紧贴脱水桶内壁的拖布条半径最大，根据
半径越大，向心加速度越大，需要的向心力越大，越容易甩出，选项A错误；
B．脱水桶内壁半径为12cm，托盘边缘半径为8cm，根据
向心加速度之比为
选项B正确；
C．旋转杆上有长度为35cm的螺杆，相邻螺纹之间的距离为d=5cm，所以共7圈，固定套杆在2s内匀速下压了35cm，所以2s转了7个周期，故周期为
选项C错误；
D．根据周期和角速度的关系式
选项D正确。
故选BD。
20．（2022·全国·高一专题练习）（多选）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=
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
【答案】BC
【详解】AB．在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，故A错误，B正确；
C．小球在水平线ab以下管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；
D．小球在水平线ab以上管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力，故D错误。
故选BC。
21．（2022春·浙江杭州·高一杭师大附中期中）浙江某旅游景点有座新建的凹凸形“如意桥”，刚柔并济的造型与自然风光完美融合。如图乙所示，该桥由两个凸弧和一个凹弧连接而成，两个凸弧的半经，最高点分别为A、C；凹弧的半径，最低点为B。现有一剧组进行拍摄取景，一位质量的特技演员，驾驶质量的越野摩托车穿越桥面，穿越过程中可将车和演员视为质点，试求：
（1）当摩托车以的速率到达凸弧最高点A时，桥面对车的支持力大小；
（2）当摩托车以的速率到达凹弧面最低点B时，质量的驾驶员对座椅的压力；
（3）为使得越野摩托车始终不脱离桥面，过A点和C点的最大速度。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【详解】（1）当摩托车以的速率到达凸弧最高点A时，根据牛顿第二定律可得
可得桥面对车的支持力大小为
（2）当摩托车以的速率到达凹弧面最低点B时，以驾驶员为对象，根据牛顿第二定律可得
解得驾驶员受到的支持力大小为
根据牛顿第三定律可知，驾驶员对座椅的压力大小为，方向竖直向下。
（3）设越野摩托车过A点和C点时刚好不脱离桥面，则有
解得过A点和C点的最大速度为
22．（2021·浙江·高考真题）质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（ ）
A．秋千对小明的作用力小于
B．秋千对小明的作用力大于
C．小明的速度为零，所受合力为零
D．小明的加速度为零，所受合力为零
【答案】A
【详解】在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有
由于小明的速度为0，则有
沿垂直摆绳方向有
解得小明在最高点的加速度为
所以A正确；BCD错误；
故选A。
23．（2020·浙江·统考高考真题）如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车（ ）
A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动
B．急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动
C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D．急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动
【答案】B
【详解】A．有题意可知当公交车缓慢启动时，两只箱子与公交车之间的有可能存在静摩擦使箱子与公交车一起运动，故A错误；
B．急刹车时，由于惯性，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确；
C．当公交车缓慢转弯时，两只箱子与车之间的摩擦力可能提供向心力，与车保持相对静止，故C错误；
D．当公交车急转弯时，由于需要向心力大，行李箱一定相对车子向外侧运动，故D错误。
故选B。
24．（2015·福建·高考真题）如图，在竖直平面内，滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上．若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( )
A．t1＜t2B．t1=t2C．t1＞t2D．无法比较t1、t2的大小
【答案】A
【详解】在AB段，由牛顿第二定律得
滑块受到的支持力
则速度v越大，滑块受支持力F越小，摩擦力f=μF就越小；
在BC段，由牛顿第二定律得
滑块受到的支持力
则速度v越大，滑块受支持力F越大，摩擦力f就越大，由题意知从A运动到C相比从C到A，在AB段速度较大，在BC段速度较小，所以从A到C运动过程受摩擦力较小，用时短，A正确，BCD错误。
故选A。
25．（2014·安徽·高考真题）如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2．则ω的最大值是( )
A．rad/sB．rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s
【答案】C
【详解】试题分析：随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有，解得，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选C．
26．（2021·河北·高考真题）（多选）如图，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（ ）
A．小球的高度一定降低B．弹簧弹力的大小一定不变
C．小球对杆压力的大小一定变大D．小球所受合外力的大小一定变大
【答案】BD
【详解】对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为θ，则对小球竖直方向
而
可知θ为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确；
水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，则
即
当转速较大时，FN指向转轴
即
则因 ，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误；
根据
可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。
故选BD。
27．（2013·全国·高考真题）（多选）公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处
A．路面外侧高内侧低
B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动
C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小
【答案】AC
【详解】试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．
28．（2022·福建·高考真题）清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中，
（1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前用时。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加速度大小；
（2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动，速度大小为。已知武大靖的质量为，求此次过弯时所需的向心力大小；
（3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，如图所示。求武大靖在（2）问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。（不计空气阻力，重力加速度大小取，、、、）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设武大靖运动过程的加速度大小为，根据
解得
（2）根据
解得过弯时所需的向心力大小为
（3）设场地对武大靖的作用力大小为，受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
可得
1．（2022春·黑龙江牡丹江·高一牡丹江市第二高级中学期末）鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如图所示，当翼面与水平面成θ=37°并以速率匀速水平盘旋时的半径为30m，重力加速度g=10m/s2，则v大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】鹰在水平面上匀速盘旋，做匀速圆周运动，合外力提供向心力，受力分析如图所示
根据牛顿第二定律则有
代入数据解得
v=15m/s
故选C。
2．（2022春·浙江杭州·高一浙江大学附属中学期中）山崖边的公路常被称为最险公路，如图，公路路面水平，一辆汽车欲安全通过此弯道，下列说法正确的是（ ）
A．若汽车以恒定的角速度转弯，选择外圈较为安全
B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择内圈较为安全
C．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用
D．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
【答案】C
【详解】CD．汽车做的是匀速圆周运动，是侧向静摩擦力提供向心力，重力和支持力平衡，所以汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用，向心力是效果力不是物体实际受到的力，故C正确，D错误；
A．如果汽车以恒定的角速度转弯，根据
Fn=mω2r
可知在内圈时转弯半径小，所以在内圈时向心力小，则静摩擦力小，不容易打滑，安全，故A错误；
B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，根据
在外圈是转弯半径大，在外圈时向心力小，此时静摩擦力小，不容易打滑，安全，故B错误。
故选C。
3．（2020秋·天津武清·高一天津市武清区杨村第一中学校联考期末）度在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为的赛道上做匀速圆周运动。已知运为动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B．运动员受到的合力大小为
C．运动员做圆周运动的角速度为
D．如果运动员减速，运动员将做离心运动
【答案】B
【详解】A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力，三个的合力提供了向心力，故A错误；
B．运动员做匀速圆周运动，所受到的合力提供向心力，再根据牛顿第二定律可得
所以运动员受到的合力大小为，故B正确；
C．由圆周运动的线速度和角速度的关系式可得
故C错误；
D．如果运动员减速，需要的向心力减小，此时向心力“供”大于“需”，运动员将会做近心运动，故D错误。
故选B。
4．（2022·全国·高一假期作业）火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A．该弯道的半径
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C．当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压
D．分别按规定速度v和大于速度v行驶时，火车所受的支持力不相等
【答案】D
【详解】A．当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，有
解得
A错误；
B．根据 ，可知，规定的行驶速度与火车的质量无关，B错误；
C．当火车速率小于v时，火车有向心运动的趋势，则对内轨有挤压，C错误；
D．按规定速度行驶时，支持力为
则支持力大于重力，大于速度v行驶时，外轨给火车垂直轨道向内的力，由竖直方向的平衡条件可知，火车所受的支持力大于，故D正确。
故选D。
5．（2022·高一课时练习）高铁技术迅猛发展，目前已经修建好的成西高铁，横跨川陕两省，极大地缩短了德阳到西安的运行时间。设计师根据地形设计一弯道，半径为，限定速度为（此时车轮轮缘不受力）。已知我国的轨距为且角度较小时，，重力加速度，则高速列车在通过此弯道时的外轨超高值为（ ）
A．8cmB．9cmC．10cmD．11cm
【答案】A
【详解】半径，限定速度；根据牛顿第二定律得
解得
由题意得
而，联立解得
故选A。
6．（2022·全国·高一专题练习）（多选）如图所示，当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行。同时观察放在桌面上水杯内的水面（与车厢底板平行）。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）
A．列车转弯时的向心加速度大小为gtan θ
B．列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用
C．水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力
D．水杯受到指向桌面内侧的静摩擦力
【答案】AB
【详解】A．设玩具小熊的质量为m，则玩具受到的重力mg、细线的拉力FT的合力提供玩具小熊随车做水平面内圆周运动的向心力F，如图所示
有
mgtanθ=ma
可知列车在转弯时的向心加速度大小为
a=gtanθ
A正确；
B．列车的向心加速度a=gtanθ，由列车的重力与轨道的支持力的合力提供，故列车与轨道均无侧向挤压作用，B正确；
CD．水杯的向心加速度a=gtanθ，由水杯的重力与桌面的支持力的合力提供，水杯与桌面间的静摩擦力为零，CD错误。
故选AB。
过桥模型
7．（2018春·天津北辰·高一天津市第四十七中学校联考期末）（多选）如图是汽车分别经过拱形桥最高点和凹形桥最低点的情形。下列说法正确的是（ ）
A．过拱形桥最高点时汽车所受支持力大于重力B．过凹形桥最低点时汽车所受支持力大于重力
C．过拱形桥最高点时汽车所受支持力小于重力D．过凹形桥最低点时汽车所受支持力小于重力
【答案】BC
【详解】AC．汽车过拱形桥最高点时，重力与支持力的合力提供向心力，即
所以汽车过拱形桥最高点时，汽车所受支持力小于重力，故A错误，C正确；
BD．汽车过凹形桥最低点时，支持力与重力的合力提供向心力，即
所以汽车过凹形桥最低点时，汽车所受支持力大于重力，故B正确，D错误。
故选BC。
8．（2022·全国·高一专题练习）城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为，则（ ）
A．小汽车通过桥顶时处于超重状态
B．小汽车通过桥顶时处于平衡状态
C．小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D．小汽车到达桥顶时的速度必须大于
【答案】C
【详解】ABC．由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得
解得小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
物体处于失重状态，故AB错误，C正确；
D．由
解得
故D错误。
故选C。
9．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，长度均为l＝1m的两根轻绳，一端共同系住质量为m＝0.5 kg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g取10 m/s2。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，每根绳的拉力恰好为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（ ）
A．B．
C．15ND．
【答案】A
【详解】小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，由牛顿第二定律得
当小球在最高点的速率为2v时，由牛顿第二定律得
解得
故选A。
10．（2022春·湖南常德·高一汉寿县第一中学校考阶段练习）如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，A、B两点连线为半圆形轨道的竖直直径，一小球以某一速度从最低点A冲上轨道，运动到最高点B时，小球对轨道的压力大小为自身重力的一半。空气阻力不计，小球可视为质点，则小球落地点C到轨道最低点A的距离为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】小球在B点时，由牛顿第二定律
解得
小球从B到C做平抛运动，则有
联立解得
故选B。
11．（2022秋·贵州铜仁·高一贵州省铜仁第一中学校考期末）如图所示，质量m=30kg的小孩（可视为质点）做杂技表演，不可伸长的轻绳一端固定于水平安全网上方高H=10m的O点，小孩抓住绳子上的P点从与O点等高的位置由静止开始向下摆动，运动到绳子竖直时松手离开绳子做平抛运动，落到安全网上。已知P点到O点的距离L=5m，绳子摆动到竖直位置时，小孩受到绳子拉力的大小为900N，重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计。求：
（1）绳子摆动到竖直位置时，小孩的速度；
（2）松手后小孩的落地点与松手时小孩所在位置间的水平距离。
【答案】（1）10m/s；（2）10m
【详解】（1）绳子摆动到竖直位置时，对小孩根据牛顿第二定律
解得
v=10m/s
（2）松手后小孩做平抛运动则
解得
x=10m
离心运动
12．（2022春·河北沧州·高一沧县中学阶段练习）如图所示，水平旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘飞出。下列说法正确的是（ ）
A．水珠从雨伞的边缘沿半径方向脱离雨伞
B．水珠重力大于水珠与雨伞之间的作用力
C．水珠脱离雨伞时的速率小于雨伞边缘的线速度
D．水珠受到的合外力小于水珠需要的向心力
【答案】D
【详解】A．线速度方向垂直半径方向，则水珠从雨伞的边缘沿垂直于半径方向脱离雨伞，选项A错误；
BD．水滴飞出做离心运动是因为水珠受到的合外力小于水珠做圆周运动需要的向心力，但无法比较水珠重力与水珠与雨伞之间的作用力的大小关系，选项B错误，D正确；
C．水珠脱离雨伞时的速率等于雨伞边缘的线速度，选项C错误；
故选D。
13．（2022春·江苏·高一开学考试）滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，则（ ）
A．衣物和水都做离心运动
B．衣物运动到最低点B点时处于失重状态
C．衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
D．衣物运动到最高点A点时脱水效果更好
【答案】C
【详解】A．衣物受到筒的支持力和重力，做圆周运动，衣物上的水所受合力不足以提供向心力，做离心运动，从而达到脱水的作用，故A错误；
B．衣物运动到最低点B点时，加速度指向圆心，竖直向上，处于超重状态，故B错误；
CD．根据牛顿第二定律，在最低点B，有
在最高点A，有
则
所以衣物运动到最低点B点时，衣物与水更容易分离，脱水效果会更好，故C正确，D错误。
故选C。
14．（2022·高一课时练习）（多选）离心沉淀器可以加速物质的沉淀，如图是它的示意图，试管中先装水，再加入粉笔灰粉末后搅拌均匀，当试管绕竖直轴高速旋转时，两个试管几乎成水平状态，然后可观察到粉笔灰粉末沉淀在试管的远端。则（ ）
A．旋转越快，试管的高度越低
B．粉笔灰粉末向试管的远端运动是一种离心现象
C．旋转越快，粉笔灰粉末的沉淀现象越明显
D．旋转越快，粉笔灰粉末的沉淀现象越不明显
【答案】BC
【详解】A．对试管整体分析，整体受到的合力提供向心力，设试管中心线与竖直方向夹角为α，则向心力为
当转速增大时，角速度增大，需要的向心力增大，故角度α增大，试管越高，选项A错误；
B．离心沉淀器是一种离心设备，不同的物质混合，当离心沉淀器工作时，会发生离心现象，选项B正确；
CD．转速越快，所需向心力越大，粉笔灰粉末沉淀越明显，选项C正确，D错误。
故选BC。
15．（2022·全国·高一专题练习）（多选）如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是：（ ）
A．突然消失，小球将沿轨迹做离心运动
B．突然变小，小球将沿轨迹做离心运动
C．突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心
D．突然变大，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心
【答案】AD
【详解】A．若F突然消失，小球不再受向心力作用，将沿线速度方向，即圆的切线方向飞出，故A正确；
BC．若F突然变小，小球受的合力小于需要的向心力，小球将做离心运动，但由于力F仍然存在，故小球仍做曲线运动，即可能沿Pb方向做离心运动，故BC错误；
D．若F突然变大，小球受的合力大于需要的向心力，小球将逐渐向圆心靠近，即小球将沿轨迹逐渐靠近圆心，故D正确。
故选AD。
16．（2022春·江苏扬州·高一期中）2022年北京冬奥会于2月4日开幕，中国代表团以9金4银2铜位列金牌榜第三，创造了冬奥参赛史上最好成绩。在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛。比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而甩离正常比赛路线。如图所示，圆弧虚线代表弯道，即正常运动路线，为运动员在O点时的速度方向（研究时可将运动员看作质点）下列说法中正确的是（ ）
A．若在O点发生侧滑，则滑动的方向在左侧
B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力
C．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
D．发生侧滑是因为运动员的速度过大，受到的合力不够提供向心力
【答案】D
【详解】A．若在O点发生侧滑，若向心力突然消失，则沿切线Oa运动，而现在是由于所提供的向心力小于所需要的向心力，因此Oa与Ob之间，故A错误；
B C D．运动员发生侧滑是因为运动员受到的合力指向圆心小于所需要的向心力，故BC错误，D正确。
故选D。
17．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（ ）
A．当转盘匀速转动时，物块P所受摩擦力方向为c方向
B．当转盘匀速转动时，物块P不受转盘的摩擦力
C．当转盘加速转动时，物块P所受摩擦力方向可能为a方向
D．当转盘减速转动时，物块P所受摩擦力方向可能为b方向
【答案】A
【详解】AB．当转盘匀速转动时，物块P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力方向沿半径指向圆心O点，故A正确，B错误；
C．当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，即物块P所受摩擦力方向可能为b方向，故C错误；
D．当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有沿与a方向相反的切向力，使线速度大小减小，即物块P所受摩擦力方向可能为d方向，故D错误。
故选A。
18．（多选）如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（ ）
A．当地的重力加速度为
B．轻质绳长为
C．小球在最低点和最高点的拉力之差为5a
D．若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转动的过程中杆始终对小球产生支持力
【答案】AB
【详解】AB．在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则得
化简得
①
由图像知，时，，图像的斜率，则得
得绳长
当时，，由①得
解得
故A正确，B正确；
C．只要，绳子的拉力大于0，根据牛顿第二定律得有最高点：
②
最低点：
③
从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得
④
联立②③④解得
即小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为，故C错误；
D．若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转过的过程中开始时杆对小球的作用力为支持力；当转过后，小球的向心力必定由杆的拉力提供，所以可知，在小球从最高点由静止转过的过程中，杆对小球的作用力开始时是支持力，然后是拉力，故D错误。
故选AB。
19．（2022春·浙江·高一阶段练习）（多选）如图所示为旋转脱水拖把结构图，旋转杆上有长度为的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为，固定套杆内部有与旋转杆的螺纹相配套的凹纹，如果旋转杆不动，固定杆可以在旋转杆上沿其轴线旋转上行或下行。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。拖把头的托盘半径为，拖布条的长度为，脱水桶的半径为。某次脱水时，固定套杆在内匀速下压了，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．紧贴脱水桶壁的拖布条上附着的水最不容易甩出
B．旋转时脱水桶壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为3：2
C．拖把头转动的周期为
D．拖把头转动的角速度为
【答案】BD
【详解】A．紧贴脱水桶内壁的拖布条半径最大，根据
半径越大，向心加速度越大，需要的向心力越大，越容易甩出，选项A错误；
B．脱水桶内壁半径为12cm，托盘边缘半径为8cm，根据
向心加速度之比为
选项B正确；
C．旋转杆上有长度为35cm的螺杆，相邻螺纹之间的距离为d=5cm，所以共7圈，固定套杆在2s内匀速下压了35cm，所以2s转了7个周期，故周期为
选项C错误；
D．根据周期和角速度的关系式
选项D正确。
故选BD。
20．（2022·全国·高一专题练习）（多选）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=
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
【答案】BC
【详解】AB．在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，故A错误，B正确；
C．小球在水平线ab以下管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；
D．小球在水平线ab以上管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力，故D错误。
故选BC。
21．（2022春·浙江杭州·高一杭师大附中期中）浙江某旅游景点有座新建的凹凸形“如意桥”，刚柔并济的造型与自然风光完美融合。如图乙所示，该桥由两个凸弧和一个凹弧连接而成，两个凸弧的半经，最高点分别为A、C；凹弧的半径，最低点为B。现有一剧组进行拍摄取景，一位质量的特技演员，驾驶质量的越野摩托车穿越桥面，穿越过程中可将车和演员视为质点，试求：
（1）当摩托车以的速率到达凸弧最高点A时，桥面对车的支持力大小；
（2）当摩托车以的速率到达凹弧面最低点B时，质量的驾驶员对座椅的压力；
（3）为使得越野摩托车始终不脱离桥面，过A点和C点的最大速度。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【详解】（1）当摩托车以的速率到达凸弧最高点A时，根据牛顿第二定律可得
可得桥面对车的支持力大小为
（2）当摩托车以的速率到达凹弧面最低点B时，以驾驶员为对象，根据牛顿第二定律可得
解得驾驶员受到的支持力大小为
根据牛顿第三定律可知，驾驶员对座椅的压力大小为，方向竖直向下。
（3）设越野摩托车过A点和C点时刚好不脱离桥面，则有
解得过A点和C点的最大速度为
22．（2021·浙江·高考真题）质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（ ）
A．秋千对小明的作用力小于
B．秋千对小明的作用力大于
C．小明的速度为零，所受合力为零
D．小明的加速度为零，所受合力为零
【答案】A
【详解】在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有
由于小明的速度为0，则有
沿垂直摆绳方向有
解得小明在最高点的加速度为
所以A正确；BCD错误；
故选A。
23．（2020·浙江·统考高考真题）如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车（ ）
A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动
B．急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动
C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D．急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动
【答案】B
【详解】A．有题意可知当公交车缓慢启动时，两只箱子与公交车之间的有可能存在静摩擦使箱子与公交车一起运动，故A错误；
B．急刹车时，由于惯性，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确；
C．当公交车缓慢转弯时，两只箱子与车之间的摩擦力可能提供向心力，与车保持相对静止，故C错误；
D．当公交车急转弯时，由于需要向心力大，行李箱一定相对车子向外侧运动，故D错误。
故选B。
24．（2015·福建·高考真题）如图，在竖直平面内，滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上．若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( )
A．t1＜t2B．t1=t2C．t1＞t2D．无法比较t1、t2的大小
【答案】A
【详解】在AB段，由牛顿第二定律得
滑块受到的支持力
则速度v越大，滑块受支持力F越小，摩擦力f=μF就越小；
在BC段，由牛顿第二定律得
滑块受到的支持力
则速度v越大，滑块受支持力F越大，摩擦力f就越大，由题意知从A运动到C相比从C到A，在AB段速度较大，在BC段速度较小，所以从A到C运动过程受摩擦力较小，用时短，A正确，BCD错误。
故选A。
25．（2014·安徽·高考真题）如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2．则ω的最大值是( )
A．rad/sB．rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s
【答案】C
【详解】试题分析：随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有，解得，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选C．
26．（2021·河北·高考真题）（多选）如图，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（ ）
A．小球的高度一定降低B．弹簧弹力的大小一定不变
C．小球对杆压力的大小一定变大D．小球所受合外力的大小一定变大
【答案】BD
【详解】对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为θ，则对小球竖直方向
而
可知θ为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确；
水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，则
即
当转速较大时，FN指向转轴
即
则因 ，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误；
根据
可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。
故选BD。
27．（2013·全国·高考真题）（多选）公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处
A．路面外侧高内侧低
B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动
C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小
【答案】AC
【详解】试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．
28．（2022·福建·高考真题）清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中，
（1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前用时。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加速度大小；
（2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动，速度大小为。已知武大靖的质量为，求此次过弯时所需的向心力大小；
（3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，如图所示。求武大靖在（2）问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。（不计空气阻力，重力加速度大小取，、、、）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设武大靖运动过程的加速度大小为，根据
解得
（2）根据
解得过弯时所需的向心力大小为
（3）设场地对武大靖的作用力大小为，受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
可得
相关试卷
高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动优秀一课一练： 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动优秀一课一练，文件包含71《行星的运动》分层练习原卷版-人教版高中物理必修二docx、71《行星的运动》分层练习解析版-人教版高中物理必修二docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力优秀课堂检测： 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力优秀课堂检测，文件包含62《向心力》分层练习原卷版-人教版高中物理必修二docx、62《向心力》分层练习解析版-人教版高中物理必修二docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
高中人教版 (2019)1 圆周运动优秀课后复习题： 这是一份高中人教版 (2019)1 圆周运动优秀课后复习题，文件包含61《圆周运动》分层练习原卷版-人教版高中物理必修二docx、61《圆周运动》分层练习解析版-人教版高中物理必修二docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共37页， 欢迎下载使用。
