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专题02 圆周运动

圆周运动

1．(23-24高一下·江苏连云港东海县·期中)如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中，下列关于笔尖的说法中正确的是（　　）

A．线速度不变

B．两相同时间内转过的角度不同

C．任意相等时间内通过的位移相同

D．任意相等时间内通过的路程相同

【答案】D

【来源】江苏省连云港市东海县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

【解析】A．线速度大小不变，方向变化，所以线速度变化，故A错误；

B．根据 ，两相同时间内转过的角度相同，故B错误；

C．任意相等时间内通过的位移大小相同，方向不同，所以位移不同，故C错误；

D．根据 ，任意相等时间内通过的路程相同，故D正确。

故选D。

2．(23-24高一下·江苏扬州中学·期中)图甲为某牌子的变速自行车，简化后的部分结构如图乙所示，人通过改变链条与不同齿数的飞轮咬合可以改变运行速度，若已知骑车人使链轮以恒定的角速度rad/s转动，此时链轮齿数为48个，飞轮齿数为12个，后轮直径d=60cm，则下列说法正确的是（　　）

A．链轮与飞轮边缘上的点的线速度大小之比为1：4

B．链轮与飞轮边缘上的点的角速度大小之比为4：1

C．人骑自行车行进的速度大小为4m/s

D．若换成齿数更少的飞轮，行进速度会变小

【答案】C

【来源】江苏省扬州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试卷

【解析】A．链轮与飞轮是同缘转动，则边缘上的点的线速度大小之比为1：1，选项A错误；

B．链轮与飞轮的齿数比等于半径比，即4:1，根据v=ωr可知，链轮与飞轮边缘上的点的角速度大小之比为1：4，选项B错误；

C．飞轮的角速度等于后轮的角速度，大小为

人骑自行车行进的速度大小为

选项C正确；

D．若换成齿数更少的飞轮，则飞轮的角速度更大，后轮的角速度更大，则行进速度会变大，选项D错误。

故选C。

3．(23-24高一下·江苏盐城东台第一中学·期中)下列说法正确的是（    ）

A．曲线运动一定是变速运动 B．速度方向改变的运动一定是曲线运动

C．匀速圆周运动一定是匀变速曲线运动 D．物体做匀速圆周运动时一定是平衡状态

【答案】A

【来源】江苏省盐城市东台市第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】A．曲线运动的速度方向时刻发生变化，则曲线运动一定是变速运动，故A正确；

B．速度方向改变的运动不一定是曲线运动，比如竖直上抛运动，经过最高点后速度方向改变，但竖直上抛运动是直线运动，故B错误；

C．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻发生变化，则匀速圆周运动不是匀变速曲线运动，故C错误；

D．物体做匀速圆周运动时，所受的合外力提供向心力，不为零，不是处于平衡状态，故D错误。

故选A。

4．(23-24高一下·江苏盐城五校联考·期中)关于物体随地球自转的线速度大小，下列说法中正确的是（　　）

A．在两极处最大 B．在赤道上最大

C．地球上处处相同 D．随纬度的增加而增大

【答案】B

【来源】江苏省盐城市五校联考2023-2024学年高一下学期期中考试理物理（必修）试题

【解析】ABC．地球自转时，地球上所受的点（除两极的极点）都在各自所在平面内做圆周运动，角速度与地球自转的角速度相同，两极处线速度为0，除两极外的其他点的线速度根据

可知，在赤道处的线速度最大，因为赤道所在轨道平面的半径最大，等于地球半径，故AC错误，B正确；

D．随纬度的增加，地球上的点做圆周运动的半径在减小，因此随纬度的增加在地球上的物体随地球自转的线速度在减小，故D错误。

故选B。

5．(23-24高一下·江苏苏州·期中)金鸡湖摩天轮将迎回归！如图所示，新摩天轮高128m，匀速运行一周需时45min。其匀速转动的角速度大小为（　　）

A． B．

C． D．

【答案】B

【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高一下学期期中统考物理试题

【解析】新摩天轮匀速转动的角速度大小为

故选B。

向心力和向心加速度

1．(23-24高一下·江苏连云港灌云县第一中学·期中)如图所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为3cm，大齿轮半径为8cm，大齿轮中C点离圆心的距离为4cm，A、B分别为两个齿轮边缘上的点，则A、B、C三点的（　　）

A．线速度之比为1：1：2 B．角速度之比为3：8：8

C．向心加速度之比为16：6：3 D．转动周期之比为3：8：4

【答案】C

【来源】江苏省连云港市灌云县第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题

【解析】AB．A、B分别为两个齿轮边缘上的点，则有

根据

可得

B、C两点的角速度相等，则有

根据

可得

则A、B、C三点的线速度之比为

A、B、C三点的角速度之比为

故AB错误；

C．根据

可得A、B、C三点的向心加速度之比为

故C正确；

D．根据

，

可得A、B、C三点的转动周期之比为

故D错误。

故选C。

2．(23-24高一下·江苏扬州中学·期中)如图所示为一段盘山公路的照片，一辆汽车以恒定的速率通过该盘山公路的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．汽车做匀速运动 B．汽车的合外力不变

C．汽车的加速度始终为0 D．汽车的加速度在不断变化

【答案】D

【来源】江苏省扬州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试卷

【解析】A．汽车以恒定的速率通过该盘山公路的过程中，速度的方向在不断改变，不是匀速运动，A错误；

CD．该盘山公路的过程中，可把运动过程分为很多小圆周运动，汽车具有向心加速度，且加速度不断变化，加速度不为零，C错误，D正确；

B．根据CD选项分析结合牛顿第二定律可知汽车合外力变化，B错误。

故选D。

3．(23-24高一下·江苏扬州第一中学·期中)城市中许多停车场出入口都设立了智能道闸，有车辆出入时能实现自动抬杆，其简化模型如图所示。初始时闸门OMN处于静止状态，当有车辆靠近时，点即绕点做匀速圆周运动，运动过程中始终保持在同一高度，段和段的杆长相同。匀速率抬杆的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．点的加速度不变 B．点在竖直方向做匀速运动

C．点的加速度不相等 D．点的速度大小相等

【答案】D

【来源】江苏省扬州市第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】A．M绕O做匀速圆周运动，M点加速度大小不变，方向变化指向圆心，故A错误；

BCD．由于M、N始终保持在同一高度，则M、N相对静止，两点的运动情况完全相同，所以N在复制M的运动轨迹（即绕M的初始位置做匀速率圆周运动），所以N的加速度和M相等，速度也始终和M的速度相同，故BC错误，D正确。

故选D。

4．(23-24高一下·江苏扬州宝应县·期中)如图所示，一种古老的舂米装置，使用时以O点为支点，人用脚踩踏板C，另一端的舂米锤B上升，松开脚后，B回落撞击谷槽A中的谷米。已知，下列说法正确的是（　　）

A．相同时间内B、C的转过的角度相等

B．B、C的线速度大小关系满足

C．B、C的角速度关系满足

D．B、C的向心加速度大小关系满足

【答案】A

【来源】江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题

【解析】AC．B、C做同轴转动，角速度大小相等，则相同时间内B、C的转过的角度相等，故A正确，C错误；

B．根据可知B、C的线速度大小关系满足

故B错误；

D．根据可知B、C的向心加速度大小关系满足

故D错误。

故选A。

5．(23-24高一下·江苏连云港赣榆区·期中)校园跑操是锻炼体质、展示风貌的集体活动。如图所示，学生们在圆形跑道上匀速行进，各排面保持整齐，则外侧学生A和内侧学生B的（　　）

A．线速度相同 B．角速度相同 C．加速度相同 D．向心力相同

【答案】B

【来源】江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】学生们在圆形跑道上匀速行进，各排面保持整齐，则外侧学生A和内侧学生B的角速度相同；根据

，，

可知外侧学生A的线速度和向心加速度均较大，由于不清楚两学生的质量关系，所以无法比较向心力大小关系。

故选B。

6．(23-24高一下·江苏泰州中学·期中)下列关于运动和力的叙述中，正确的是（    ）

A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的

B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心

C．物体所受合力方向与运动方向相同，该物体一定做直线运动

D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同

【答案】C

【来源】江苏省泰州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】A．做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向不在同一直线上，但加速度可以恒定不变，故A错误；

B．物体做匀速圆周运动，所受的合力刚好提供向心力，合力一定指向圆心；但物体做变速圆周运动时，所受的合力不指向圆心，故B错误；

C．物体所受合力方向与运动方向相同，该物体一定做直线运动，故C正确；

D．物体运动的速率在增加，所受合力方向与运动方向的夹角小于，方向不一定相同，故D错误。

故选C。

7．(23-24高一下·江苏盐城阜宁县·期中)如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的3倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。下面关于A、B、C三点的线速度v、角速度、加速度a、周期T等物理量，正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】C

【来源】江苏省盐城市阜宁县2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

【解析】A．A、B两点是摩擦传动，所以线速度大小相同，有

vA：vB=1：1

故A错误；

B．由公式

得

故B错误；

C．A、C两点是共轴传动，所以角速度相同。由公式

得

故C正确；

D．由上得

由公式

得

TB：TC=1：3

故D错误。

故选C。

8．(23-24高一下·江苏盐城响水中学·期中)如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。此时小球所受到的力有（　　）

A．重力、支持力

B．重力、支持力，向心力

C．重力、支持力，离心力

D．重力、支持力、向心力、沿漏斗壁的下滑力

【答案】A

【来源】江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理必修试题

【解析】此时小球受竖直向下的重力和垂直侧壁斜向上的支持力作用，两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力。

故选A。

9．(23-24高一下·江苏苏州常熟·期中)波轮洗衣机中的脱水筒如图所示，在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的纽扣脱落后被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动。求纽扣的线速度大小和受到的弹力大小。在解答本题时可以选择表格中有用的数据。（重力加速度g取10m/s²，答案可保留π）

【答案】3πm/s，

【来源】江苏省苏州市常熟市2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】脱水筒的转速

角速度

脱水筒的直径

半径

筒壁对纽扣的弹力提供纽扣做圆周运动的向心力，所以线速度

弹力

探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

1．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期中)小明用如图甲所示向心力演示器探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系。某次实验中他将两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带连接左右塔轮如图乙所示。匀速转动手柄时，左边标尺与右边标尺露出的格子数之比为（　　）

A． B． C． D．

【答案】D

【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（选修）

【解析】将两个质量相等的钢球放在A、C位置，可知质量和转动半径相同，因两个塔轮的半径之比为1:3，塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，两塔轮的角速度之比为3:1，根据可知向心力之比为9:1，即左边标尺与右边标尺露出的格子数之比为9:1。

故选D。

2．(23-24高一下·江苏苏州·期中)如图甲是“向心力大小演示仪”，图乙是其传动部分侧视图，某次实验时，小球摆放位置如图甲所示，皮带安装在两侧中间塔轮上，此时左右两侧塔轮的半径之比为2：1，则（　　）

A．图乙中A、C两点角速度之比为1：2

B．左右两球线速度大小之比为2：1

C．左右两球向心力加速度大小之比为4：1

D．若左右两球质量之比为2：1，两球所需要的向心力大小之比为1：1

【答案】A

【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高一下学期期中统考物理试题

【解析】A．皮带传动时轮边缘上各点的线速度相等，左右两侧塔轮的半径之比为2：1，根据

角速度之比为

=1：2

而C点位于右侧塔轮上，所以图乙中A、C两点角速度之比为1：2，故A正确；

B．左右两球圆周运动半径相等，根据

左右两球线速度大小之比为1：2，故B错误；

C．根据

左右两球向心力加速度大小之比为1：4，故C错误；

D．若左右两球质量之比为2：1，根据

两球所需要的向心力大小之比为1：2，故D错误。

故选A。

3．(23-24高一下·江苏扬州邗江区第一中学·期中)用如图甲所示的向心力演示仪探究向心力的大小F_n与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C 处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，他们所受向心力大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。

(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是 .

A．探究弹力和弹簧伸长的关系

B．探究合力和分力的关系

C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系

(2)若要探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带调至第      （填“一”、“二”“三”）层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板    和挡板      （填“A”、“B”、“C”） 处：

(3)若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，AC两处的角速度之比为     ；

(4)若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为       。

【答案】(1)C

(2)一     B     C

(3)1：2

(4)2：9

【来源】江苏省扬州市邗江区第一中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】（1）本实验探究是向心力与质量、角速度以及半径的关系，采用的实验方法是控制变量法；

A．探究弹力和弹簧伸长的关系采用的实验方法是归纳法，与本实验方法不同，故A错误；

B．探究合力和分力的关系采用的实验方法是等效法，与本实验的探究方法不同，故B错误；

C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系采用的是控制变量法，分别探究质量一定时，加速度与力、以及合力一定时，加速度与质量的关系，故C正确。

故选C。

（2）[1][2][3]若要探究向心力和半径的关系时，需要保持质量和角速度相同，应将传动皮带调至第一层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板B处和挡板C处；

（3）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，两塔轮边缘的线速度相等，根据线速度和角速度以及半径的关系，可知AC两处的角速度之比为1：2；

（4）若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，则半径之比为2：1，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，角速度之比为1：3，根据向心力表达式

小球所需向心力之比等于左右两标尺的露出的格子数之比，所以露出的格子数之比为2：9。

4．(23-24高一下·江苏扬州宝应县·期中)某同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度w和半径r之间的关系。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是，和（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：

(1)该实验用到的方法是__________。

A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法

(2)若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，左、右两边塔轮的角速度之比为          ；

(3)在某次实验中，某同学为了探究向心力的大小F与半径r之间的关系，把两个质量相等的钢球放在          、          位置（填“A”、“B”或 “C”），将传动皮带调至          塔轮（填“第一层”、“第二层”或“第三层”）

(4)在另一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为          。该实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，                    。

【答案】(1)D

(2)

(3)B     C     第一层

(4)     向心力大小与角速度平方成正比

【来源】江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题

【解析】（1）该实验要研究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度w和半径r之间的关系，用到的方法是控制变量法，故选D；

（2）若传动皮带套在塔轮第三层，两塔轮半径之比3:1，因两塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，塔轮转动时，左、右两边塔轮的角速度之比为1:3；

（3）[1][2][3]在某次实验中，某同学为了探究向心力的大小F与半径r之间的关系，要保持质量和角速度相同，转动半径不同，则把两个质量相等的钢球放在B、C位置，要求两塔轮的角速度相等，则将传动皮带调至第一层塔轮。

（4）[1]在另一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，即质量和转动半径相等。传动皮带位于第二层，两塔轮半径之比为2:1，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，则角速度之比为1:2，根据F=mω²r，可知，向心力之比为1:4，则左右两标尺的露出的格子数之比为1:4。

[2]该实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时向心力大小与角速度平方成正比。

5．(23-24高一下·江苏苏州常熟·期中)某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了“探究向心力与质量、角速度以及半径之间的关系”实验。实验时转动手柄，通过皮带带动两个轮塔转动，使得槽内的钢球做圆周运动，钢球对挡板的作用通过连杆使测力筒下降，露出的标尺刻度能表示两钢球所受的向心力的大小。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1。

(1)本实验的思想方法是 （填选项前字母）

A．理想模型法 B．等效法 C．推理法 D．控制变量法

(2)在某次实验中，探究向心力的大小与质量的关系，则需要将传动皮带调至第          层塔轮（选填“一”“二”或“三”）；选择两个质量          （选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板          （选填“A”或“B”）和挡板C处。

(3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为 。

A．1∶3 B．1∶4 C．6∶1 D．1∶9

【答案】(1)D

(2)一     不同     A

(3)D

【来源】江苏省苏州市常熟市2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】（1）本实验考查的是向心力与质量、角速度以及半径之间的关系，涉及多个物理量，应采用控制变量法。

故选D。

（2）[1][2][3]探究向心力的大小与质量关系时，应保持角速度和运动半径相同，仅让小球的质量不同，分别放在挡板A和挡板C处。根据可知需要将传动皮带调至第一层轮塔。

（3）两钢球质量和转动半径形同，传动皮带位于第三层，根据可知角速度之比为，由可得左右两标尺露出的格子数之比约为。

故选D。

离心运动的应用和防止 超重和失重

1．(23-24高一下·江苏连云港新海高级中学·期中)如图所示，在下面的四幅图中，图1展示的是滚筒式洗衣机，图2展示的是运动员正在手指上旋转篮球，图3展示的是游客正在荡秋千，图4展示的是摩托车骑在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是（　　）

A．图1衣物中的水分因受到离心力的作用而被甩出

B．图2中篮球上各点的速度相同

C．图3中秋千摆至最低点时，游客处于失重状态

D．图4中在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点时竖直方向上有可能只受重力

【答案】D

【来源】江苏省连云港市新海高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】A．图1衣物中的水分的附着力小于所需要的向心力时，水滴做离心运动，并非受到离心力的作用，故A错误；

B．图2中篮球上各点的角速度相同，但各点做圆周运动的半径不一定相等，且线速度方向不一定相同，所以各点的速度不同，故B错误；

C．图3中秋千摆至最低点时，加速度方向向上，游客处于超重状态，故C错误；

D．图4中在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点时的速度满足

则有

此时只受重力作用，故D正确。

故选D。

2．(23-24高一下·江苏十校·期中)摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，游客坐在摩天轮上可以从高处俯瞰四周景色。现假设摩天轮正绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动，游客坐在座舱中与座舱保持相对静止（座舱及乘客可视为质点），则正确的说法是（　　）

A．游客受力平衡

B．游客所受的合外力总是指向摩天轮固定轴

C．人在最低点处于失重状态

D．座舱所受的合力始终不变

【答案】B

【来源】江苏省十校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试卷

【解析】A．游客做匀速圆周运动，合力提供向心力，受力不平衡。故A错误。

B．因为游客跟着摩天轮一起做匀速圆周运动，所以其合力提供做圆周运动的向心力，向心力的方向沿着半径指向圆心，则合外力也总是沿着半径指向圆心，即指向摩天轮固定轴。故B正确。

C．人在最低点时，合力向上，加速度向上，处于超重状态。故C错误。

D．匀速圆周运动的合力大小不变，方向改变。故D错误。

故选B。

3．(23-24高一下·江苏苏州·期中)如图为自行车气嘴灯及其内部结构示意图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，触点M、N接触，从而接通电路，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　）

A．气嘴灯的A端靠近轮毂

B．自行车匀速行驶时，若LED灯转到最高点时能发光，则在最低点时也一定能发光

C．自行车匀速行驶时，重物做匀速圆周运动

D．增大弹簧劲度系数可使LED灯在较低转速下也能发光

【答案】B

【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高一下学期期中统考物理试题

【解析】A．当车轮高速旋转时，要使触点M、N接触，重物要远离A端做离心运动，因此气嘴灯的A端靠近圆心，B端靠近轮毂，A错误；

B．由气嘴灯的工作原理可知，弹簧拉伸越长，触点M、N越容易接触，因此自行车匀速行驶时，由于重物重力的作用，若LED灯转到最高点时能发光，则在最低点时也一定能发光，B正确；

C．自行车匀速行驶时，在最高点时则有

在最低点时则有

由以上两式可知，气嘴灯在不同位置时，弹簧的形变量不同，则有重物的位置不同，即重物转动的半径不同，由于自行车匀速行驶，则角速度不变，由可知，则重物的线速度随转动的位置而变化，不是匀速圆周运动，C错误；

D．由以上解析可知，若增大弹簧劲度系数，只有在较高转速下，重物做较大离心运动，可有使触点M、N接触，因此增大弹簧劲度系数LED灯在较低转速下，重物会做较小的离心运动，触点M、N不会接触，LED灯不能发光，D错误。

故选B。

水平转盘上的物体

1．(23-24高一下·江苏扬州宝应县·期中)如图所示，质量为m的小物块随圆盘在水平面内一起匀速转动。已知角速度为，物块到转轴的距离为r，物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，则物块所受摩擦力大小为（　　）

A．0 B． C． D．

【答案】B

【来源】江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题

【解析】根据牛顿第二定律，物块所受摩擦力大小为

故选B。

2．(23-24高一下·江苏苏州常熟·期中)如图所示，甲、乙圆盘的半径之比为1∶3，两水平圆盘紧靠在一起，乙靠摩擦随甲不打滑转动，两圆盘上分别放置质量为m₁和m₂的小物体a、b，，两小物体与圆盘间的动摩擦因数相同。a距甲盘圆心r，b距乙盘圆心2r，此时它们正随盘做匀速圆周运动。下列判断正确的是（　　）

A．a和b的线速度之比为1∶2

B．a和b的向心加速度之比为9∶2

C．a和b的角速度之比为1∶3

D．随转速慢慢增加，b先开始滑动

【答案】B

【来源】江苏省苏州市常熟市2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】AC．甲、乙两圆盘边缘上的各点线速度大小相等，由关系式

可得甲、乙两圆盘的角速度之比为

物体相对圆盘静止时物体的角速度等于圆盘的角速度，故m₁与m₂的角速度之比为，则有

故AC错误；

B．根据

r

可得m₁与m₂的向心加速度之比为

故B正确；

D．根据

可得临界角速度

可知，m₁先达到临界角速度，可知当转速增加时，m₁先开始滑动，故D错误。

故选B。

3．(23-24高一下·江苏苏州·期中)如图所示，质量分别为3m、m小球A、B固定在长L的轻杆两端，轻杆置于水平桌面上可绕中心O转动，不计阻力。当轻杆以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（　　）

A．转轴所受杆的弹力方向指向B球

B．两球所需要的向心力大小不相等

C．转轴所受杆的弹力大小为

D．保持转动角速度不变，任一球的质量增大，转轴所受杆的拉力增大

【答案】B

【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高一下学期期中统考物理试题

【解析】A．对于A球而言，有

方向指向圆心；

对于B球而言，有

方向也指向圆心；

则对于O点，则有转轴所受弹力的大小

方向指向A，A错误；

B．对于A球而言，有

对于B球而言，有

两球的向心力是不相等的，B正确；

C．转轴所受杆的弹力大小为

Ｃ错误；

D．由于

故当A球质量增大时，转轴受到杆的弹力增大；B球质量增大时，转轴受到杆的弹力减小，D错误。

故选B。

4．(23-24高一下·江苏东海高级中学等三校·)如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着质量均为1kg的A、B两个物块，物块之间用长为1m的细线相连，细线刚好伸直且通过转轴中心O，A物块与O点的距离为，物块可视为质点。A、B与转盘间的动摩擦因数均为，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。

（1）当转盘至少以多大的角速度匀速转动时，细线上出现拉力？

（2）当转盘至少以多大的角速度匀速转动时，A、B两个物块均会在转盘上滑动？

【答案】（1）；（2）

【来源】江苏省东海高级中学等三校2023-2024学年高一下学期5月联考物理试卷

【解析】（1）对B物块，当B所受摩擦力恰好达到最大静摩擦力时，细线上刚好出现拉力，有

解得

（2）设当A、B所受摩擦力均达到最大静摩擦力时，细线拉力为T，对A物块

对B物块

联立计算得出

圆锥摆问题

1．(23-24高一下·江苏连云港东海县·期中)如图甲是一种自动计数的智能呼拉圈，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示，将腰带水平套在腰上，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向夹角为θ。配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是（　　）

A．若增大转速，绳子的拉力变小

B．若增大转速，腰受到腰带的摩擦力增大

C．若增大转速，绳子与竖直方向的夹角θ不变

D．若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变

【答案】D

【来源】江苏省连云港市东海县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

【解析】ABC．设绳子长度为，腰带半径为；对配重受力分析，由牛顿第二定律可得

可得

若增大转速，则角速度增大，可知绳与竖直方向的夹角θ将增大，竖直方向根据受力平衡可得

可知绳子的拉力变大；对腰带分析如图

竖直方向根据受力平衡

可知腰受到腰带的摩擦力保持不变，故ABC错误；

D．对配重受力分析，由牛顿第二定律可得

可得

可知绳子与竖直方向夹角θ与配置质量无关，若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变，故D正确。

故选D。

2．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期中)链球是奥运会比赛项目，研究运动员甩动链球做匀速圆周运动的过程，简化模型如图所示，不计空气阻力和链重，则（　　）

A．链球受重力、拉力和向心力三个力的作用 B．转速不变，链长越大，角越小

C．链长不变，转速越大，角越大 D．链长不变，转速越大，链条张力越小

【答案】C

【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（选修）

【解析】A．根据题意，对链球受力分析可知，受重力mg和拉力F，合力提供做圆周运动的向心力，如图所示

故A错误；

BCD．由图可知

，

设链长为L，则做圆周运动的半径为

由牛顿第二定律有

整理可得

若链长不变，转速越大，越大，则链条张力越大，若转速不变，链长越大，角越大。故C正确；BD错误。

故选C。

3．(23-24高一下·江苏连云港赣榆区·期中)如图所示，竖直放置的光滑大圆环，轻绳一端固定在大圆环的最高点，另一端连接套在大圆环上的小圆环。现让大圆环绕竖直轴，由静止开始缓慢增加转动的角速度，细绳与竖直轴之间的夹角始终为30°。则（　　）

A．绳中拉力缓慢增大

B．绳中拉力先减小后增大

C．大圆环对小圆环的弹力一直减小

D．大圆环对小圆环的弹力可以大于小圆环的重力

【答案】D

【来源】江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】ABC．设，对小圆环进行受力分析，受力分析如图所示

随着的增大，拉力T和支持力N都会变小，其中T一直减小，而N会先减小到0再反向增大，故ABC错误；

D．当绳子拉力减小为零后，对小圆环，竖直方向

可得

可知大圆环对小圆环的弹力可以大于小圆环的重力，故D正确。

故选D。

4．(23-24高一下·江苏扬州邗江区第一中学·期中)如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬于固定点 B，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角是θ，重力加速度为g。不计空气阻力，求:

（1）细线对小球的拉力大小F；

（2）小球做圆周运动的线速度 v。

【答案】（1）；（2）

【来源】江苏省扬州市邗江区第一中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】（1）对小球进行受力分析如图所示

竖直方向根据共点力平衡有

解得

（2）水平方向根据牛顿第二定律，有

又因为

联立解得

5．(23-24高一下·江苏扬州中学·期中)用一根长为L的轻质细线悬挂一质量为m的小球，使其绕竖直轴在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，不计空气阻力，已知重力加速度为g。

（1）求细线对小球的拉力大小；

（2）调整细线长度，并保持小球仍在原来的水平面内做匀速圆周运动，试证明其运动的角速度跟细线长度无关。

【答案】（1）；（2）见解析

【来源】江苏省扬州中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试卷

【解析】（1）对小球受力分析可知，设细绳与竖直方向的夹角为θ，则

可得细线对小球的拉力大小

（2）根据

可得

即若保持小球仍在原来的水平面内做匀速圆周运动，则悬点到圆面的竖直高度h不变，则运动的角速度跟细线长度无关。

6．(23-24高一下·江苏扬州第一中学·期中)双人花样滑冰比赛是一项极具观赏性的项目。比赛中，女运动员有时会被男运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图所示。通过目测估计男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为，女运动员与其身上的装备总质量约为，重力加速度。仅根据以上信息，可估算：

（1）男运动员对女运动员的拉力

（2）女运动员旋转的向心加速度

【答案】（1）；（2）

【来源】江苏省扬州市第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】（1）女运动员做圆锥摆运动，由对女运动员受力分析可知，受到重力、男运动员对女运动员的拉力，竖直方向合力为零，由

解得

（2）水平方向的合力提供匀速圆周运动的向心力，有

解得

绳或杆类模型

1．(23-24高一下·江苏扬州新华中学·期中)如图，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（　　）

A．运动周期为

B．线速度始终保持不变

C．受摩天轮作用力的大小始终为mg

D．所受合力的大小始终为mω²R

【答案】D

【来源】江苏省扬州市新华中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】A．由角速度与周期的关系可知

A错误；

B．由线速度与角速度关系公式可得

可知线速度大小不变，可方向时刻改变，B错误；

CD．座舱做匀速圆周运动，由向心力公式可得，其合力大小为

座舱所受合力提供向心力，即重力与摩天轮对座舱的作用力的合力提供向心力，因此座舱受摩天轮作用力的大小不是mg，C错误，D正确。

故选D。

2．(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期中)如图，长为l的轻杆，一端固定一个小球；另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点的速度为v，下列叙述正确的是（　　）

A．v的值不可以小于

B．当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大

C．当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐减小

D．当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小

【答案】B

【来源】江苏省镇江市实验高级中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

【解析】A．由于小球过最高点时，杆对小球的弹力方向可以竖直向上，所以v的值可以小于，故A错误；

B．根据

可知当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大，故B正确；

CD．重力刚好提供向心力时，有

可得

当v由值逐渐增大时，根据牛顿第二定律可得

可知杆对小球的弹力逐渐增大；当v由值逐渐减小时，根据牛顿第二定律可得

可知杆对小球的弹力逐渐增大；故CD错误。

故选B。

3．(23-24高一下·江苏扬州第一中学·期中)如图所示，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为．现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管里运动，小球通过最高点时的速率为时，小球对管壁恰好没有压力，重力加速度为，则下列说法中正确的是（    ）

A．最高点时的速率

B．若，则小球对管外壁有压力

C．若，则小球对管内下壁有压力

D．不论多大，小球对管内下壁都有压力

【答案】B

【来源】江苏省扬州市第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】A．在最高点，小球对管壁恰好没有压力，只有重力提供向心力时，有

解得

故A错误；

BCD．若

则有

此时小球应受向下的压力，这表明小球对管外壁有压力，故B正确，CD错误。

故选B。

4．(23-24高一下·江苏名校·期中)如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一个小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A．小球的质量为

B．当地的重力加速度大小为

C．v²＝c时，小球对杆的弹力方向向下

D．v²＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等

【答案】D

【来源】江苏省名校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】AB．由图乙可知，当时，对小球在最高点由牛顿第二定律得

可得当地的重力加速度大小为

当时，在最高点有

可得小球的质量为

故AB错误；

C．当时，在最高点对小球由牛顿第二定律得

可得

可知杆对小球弹力方向向下，则小球对杆弹力方向向上，故C错误；

D．当时，在最高点对小球由牛顿第二定律得

解得

故D正确。

故选D。

5．(23-24高一下·江苏南京金陵中学·期中)有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）

A．如图甲，汽车在外侧高内侧低的弯道转弯时最佳速度（无侧向静摩擦时的速度）会因为雨天路滑而减小

B．如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零

C．如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于

D．如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A比B的角速度大

【答案】B

【来源】江苏省南京市金陵中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】A．如图甲，汽车在外侧高内侧低的弯道转弯时最佳速度（无侧向静摩擦时的速度）时满足

即

该速度不会因为雨天路滑而减小，选项A错误；

B．如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，此时速度满足

其中当时水对杯底压力为零，选项B正确；

C．如图丙，杆连小球竖直面内做圆周运动，过最高点的最小速度为零，选项C错误；

D．如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，根据

可得

则A B的角速度相等，选项D错误。

故选B。

6．(23-24高一下·江苏扬州新华中学·期中)如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为的小球，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，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，则（　　）

A．轻质绳长为

B．当地的重力加速度为

C．当时，轻质绳的拉力大小为

D．当时，小球受到的弹力大小为2a

【答案】A

【来源】江苏省扬州市新华中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】AB．小球运动到最高点时，对小球进行分析有

则有

结合图像知

解得

故A正确，B错误；

C．当时，根据上述

解得

故C错误；

D．当时，根据上述有

故D错误。

故选A。

7．(23-24高一下·江苏连云港赣榆区·期中)滚筒洗衣机脱水时，衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动。滚筒截面如图所示，A、B为滚筒的最高点和最低点，O为转轴，则脱水过程中（　　）

A．滚筒对衣物作用力大小恒定

B．滚筒对衣物作用力始终指向转轴

C．衣物到B点时处于失重状态

D．衣物到B点时脱水效果更好

【答案】D

【来源】江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】ACD．最低点由

在最高点有

则

衣物运动到最低点B时脱水效果更好，故AC错误，D正确；

B．衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，速度大小不变，以在与转轴等高点为例衣服受到滚筒水平指向转轴的弹力，竖直方向还受到竖直向上的摩擦力与重力平衡，根据力的合成可知此时滚筒对衣物作用力没有指向转轴，故B错误。

故选D。

8．(23-24高一下·江苏连云港东海县·期中)如图所示，质量为60kg的飞行员，驾驶飞机在竖直面内做半径为360m的圆周运动。当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，已知飞行员能承受的最大压力为6000N，取g=10m/s²，不考虑飞行员和座椅之间的摩擦力。求：

（1）飞机在最高点时的速度；

（2）当飞机在最高点速度为90m/s时，座椅对人的弹力；

（3）为了确保飞行员安全，飞机飞至最低点的最大速度。

【答案】（1）60m/s；（2）750N；（3）180m/s

【来源】江苏省连云港市东海县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

【解析】（1）当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，根据牛顿第二定律得

解得

（2）当飞机在最高点速度为90m/s时，根据牛顿第二定律得

解得

（3）在最低点，飞行员能承受的最大压力为6000N，根据牛顿第二定律得

解得

9．(23-24高一下·江苏南京南京汉开书院高中部·期中)无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径R，转动的角速度ω，重力加速度为g。

（1）若支承轮半径为r，其转动的角速度为多大？

（2）管状模型转动的角速度ω最小为多少？

【答案】（1）；（2）

【来源】江苏省南京市南京汉开书院高中部2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】（1）支承轮和管状模型转动的线速度大小相等，即

即

（2）若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力，则有

可得

即管状模型转动的角速度ω最小为。

10．(23-24高一下·江苏南京秦中大厂溧水二高玄高江浦文昌联考·期中)一根长L=60cm的绳子系着一个小球，小球在竖直平面内做圆周运动。已知球的质量m=0.5kg，重力加速度g取，求：

（1）小球能够到达最高点继续做圆周运动的最小速度；

（2）当小球在最高点时的速度为3m/s时，绳对小球的拉力大小。

【答案】（1）；（2）2.5N

【来源】江苏省南京市秦中大厂溧水二高玄高江浦文昌联考2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】（1）依题意：当小球能够到达最高点继续做圆周运动时，重力提供向心力，则

解得

（2）在最高点时，如果绳子有弹力则只能竖直向下， 设绳子的弹力为F，方向竖直向下

解得

所以绳子对小球的拉力的大小为2.5N。

11．(23-24高一下·江苏连云港赣榆区·期中)如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质量为m的质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，C点与轨道圆心等高，陀螺沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为7mg，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。若陀螺通过A点时的速度为，求：

（1）在A点时陀螺对轨道的压力；

（2）运动到C点时轨道对陀螺的弹力大小；

（3）要使陀螺能做完整的圆周运动而不脱离轨道，求陀螺通过A点时的速度范围。

【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3）

【来源】江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

【解析】（1）质点在A点，根据牛顿第二定律有

解得

根据牛顿第三定律有，陀螺对轨道的压力为

所以，陀螺对轨道的压力为，方向竖直向下；

（2）陀螺从A点运动到C点，根据动能定理

陀螺在C点时，轨道对陀螺的弹力和强磁性引力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律

解得

（3）当陀螺以最大速度恰好通过B点时，即陀螺在B点时，轨道对陀螺的强磁性引力和陀螺所受重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律

此时运动到A点时速度最大，设速度为，则根据动能定理

解得

当运动到A点以最小速度恰好通过时，速度为零，则陀螺通过A点时的速度范围为。

12．(23-24高一下·江苏南京六校联合体·期中)用蛙式打夯机（左图）对路面进行打平、夯实，其结构可以简化为右图。质量为m的铁球通过轻杆与转轮1相连，转轮1与底座总质量为M，工作过程中，底座保持静止。转轮2在电动机作用下转动，通过轻质皮带使转轮1一起转动，转轮1带着铁球绕轴做圆周运动，球的转动半径为L，转轮1与转轮2的半径之比为，重力加速度为g。则：

（1）当转轮2以角速度ω匀速转动时，求小球转动的线速度大小v₁；

（2）若小球转动到最高点时底座恰好对地面无压力，求此时小球的线速度大小v₂；

（3）当小球以（2）中的线速度大小匀速转动，求底座对地面的最大压力。

【答案】（1）2ωL；（2）；（3）

【来源】江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

【解析】（1）转轮1、2皮带传动，轮缘各点线速度大小相等，根据

可得，ω与r成反比，所以

小球与转轮1同轴转运，角速度相等，可得

（2）底座对地无压力可知杆中弹力竖直向上，且

由牛顿第三定律可知，杆对铁球向下的弹力

对于铁球有

解得

（3）当小球运动到最低点时底座对地面压力最大，对小球由牛顿第二定律可得

解得

根据牛顿第三定律可知，轻杆对底座的作用力大小为，方向向下。对底座由平衡条件可知，地面对滚筒的支持力大小为，所以最大压力为

转弯模型

1．(23-24高一下·江苏南京六校联合体·期中)如图，某公路急转弯处是一圆弧，路面外高内低，当轿车行驶的速率为时，轿车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势。则当汽车在该弯道处（　　）

A．质量更大的卡车经过时，与轿车相比，的值变小

B．路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小

C．车速高于时，车辆就会向外侧滑动

D．当车速高于时，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动

【答案】D

【来源】江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

【解析】AB．某公路急转弯处是一圆弧，路面外高内低，当轿车行驶的速率为时，轿车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势，轿车该弯道处受力如图所示

根据牛顿第二定律可得

解得

可知质量更大的卡车经过时，与轿车相比，的值不变；路面结冰时，与未结冰时相比，的值不变，故AB错误；

CD．车速高于时，力和支持力的合力不足以提供向心力，车辆有向外侧滑动的趋势，车辆受到指向内侧的静摩擦力，所以只要速度不超出最高限度，车辆不会向外侧滑动，故C错误，D正确。

故选D。

2．(23-24高一下·江苏扬州第一中学·期中)摩托车正沿圆弧弯道以不变的速率行驶，则它（　　）

A．所受的合力可能不变

B．受到重力、支持力和向心力的作用

C．所受的合力始终变化

D．所受地面的作用力恰好与重力平衡

【答案】C

【来源】江苏省扬州市第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

【解析】AC．摩托车做匀速圆周运动，合力方向始终指向圆心，所以所受合力始终变化，故A错误，C正确；

B．摩托车沿圆弧弯道以不变的速率行驶时，受到重力、支持力、和摩擦力的作用，向心力是合力的效果，不是实际受力，故B错误；

D．地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，与重力不平衡，故D错误。

故选C。

3．(23-24高一下·江苏扬州宝应县·期中)铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，如图为转弯处火车轨道横截面示意图。已知内外轨道与水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内轨和外轨均不受侧压力作用，下面分析正确的是（　　）

A．火车受重力、支持力、向心力

B．

C．若火车速度小于v时，外轨与轮缘之间有挤压

D．若火车速度大于v时，内轨与轮缘之间有挤压

【答案】B

【来源】江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题

【解析】A．火车受重力、支持力作用，两个力的合力充当向心力，选项A错误；

B．由牛顿第二定律可知

可得

选项B正确；

C．若火车速度小于v时，重力与支持力的合力大于火车转弯所需的向心力，则火车有做向心运动的趋势，则内轨与轮缘之间有挤压，选项C错误；

D．若火车速度大于v时，重力与支持力的合力小于火车转弯所需的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨与轮缘之间有挤压，选项D错误。

故选B。