專題06 圓周運(yùn)動(dòng)（知識(shí)梳理+考點(diǎn)精講精練+實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練）（解析版）【學(xué)考復(fù)習(xí)】 高中物理學(xué)業(yè)水平考試必備考點(diǎn)歸納與測(cè)試（新教材專用）

專題06圓周運(yùn)動(dòng)目錄TOC\o"1-2"\h\u知識(shí)梳理 1考點(diǎn)精講精練 9考點(diǎn)一：圓周運(yùn)動(dòng) 9考點(diǎn)二：向心力 14考點(diǎn)三：向心加速度 18考點(diǎn)四：圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 22運(yùn)動(dòng)的描述實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練 27知識(shí)點(diǎn)一圓周運(yùn)動(dòng)一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1．圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡為圓周或一段圓弧的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，故一定是變速運(yùn)動(dòng)．2．線速度(1)物理意義：描述圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)快慢．(2)定義公式：v＝eq\f(Δs,Δt).(3)方向：線速度是矢量，其方向?yàn)槲矬w做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)該點(diǎn)的切線方向．3．角速度(1)物理意義：描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢．(2)定義公式：ω＝eq\f(Δθ,Δt).(3)單位：弧度/秒，符號(hào)是rad/s.（4）對(duì)角速度的理解(1)角速度描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，角速度越大，物體轉(zhuǎn)動(dòng)得越快．(2)角速度的大?。害兀絜q\f(Δθ,Δt)，Δθ代表在時(shí)間Δt內(nèi)物體與圓心的連線轉(zhuǎn)過(guò)的角度．(3)在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，角速度大小不變．4．轉(zhuǎn)速和周期(1)轉(zhuǎn)速：物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)．(2)周期：物體轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間．（3）對(duì)周期和頻率(轉(zhuǎn)速)的理解①周期描述了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要特點(diǎn)——時(shí)間周期性．其具體含義是：描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一些變化的物理量，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期時(shí)，大小和方向與初始時(shí)刻完全相同，如線速度等．③當(dāng)單位時(shí)間取1s時(shí)，f＝n.頻率和轉(zhuǎn)速對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)在數(shù)值上是相等的，但頻率具有更廣泛的意義，兩者的單位也不相同．④周期、頻率和轉(zhuǎn)速間的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,n).描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系1．描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系2．描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間關(guān)系的理解(1)角速度、周期、轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的理解：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由ω＝eq\f(2π,T)＝2πn知，角速度、周期、轉(zhuǎn)速三個(gè)物理量，只要其中一個(gè)物理量確定了，其余兩個(gè)物理量也唯一確定了．(2)線速度與角速度之間關(guān)系的理解：由v＝ω·r知，r一定時(shí)，v∝ω；v一定時(shí)，ω∝eq\f(1,r)；ω一定時(shí)，v∝r.3.幾種常見(jiàn)的傳動(dòng)裝置對(duì)比同軸傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)裝置A、B兩點(diǎn)在同軸的一個(gè)圓盤上兩個(gè)輪子用皮帶連接，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)輪子邊緣的點(diǎn)兩個(gè)齒輪輪齒嚙合，A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)(兩齒輪的齒數(shù)分別為n1、n2)特點(diǎn)角速度、周期相同線速度大小相同線速度大小相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同相同相反規(guī)律線速度與半徑成正比：eq\f(vA,vB)＝eq\f(r,R)角速度與半徑成反比：eq\f(ωA,ωB)＝eq\f(r,R)周期與半徑成正比：eq\f(TA,TB)＝eq\f(R,r)角速度與半徑成反比：eq\f(ωA,ωB)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(n1,n2)周期與半徑成正比：eq\f(TA,TB)＝eq\f(r1,r2)三、勻速圓周運(yùn)動(dòng)1．定義：線速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)．2．特點(diǎn)(1)線速度大小不變，方向不斷變化，是一種變速運(yùn)動(dòng)．(2)角速度不變．(3)轉(zhuǎn)速、周期不變．知識(shí)點(diǎn)二向心力一、向心力1．定義做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力總指向圓心，這個(gè)指向圓心的力叫作向心力．2．公式：Fn＝eq\f(mv2,r)或者Fn＝mω2r.3．方向向心力的方向始終指向圓心，由于方向時(shí)刻改變，所以向心力是變力．4.對(duì)向心力的理解(1)向心力：使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的指向圓心的合力．(2)向心力的方向：無(wú)論是否為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力總是沿著半徑指向圓心，方向時(shí)刻改變，故向心力是變力．(3)向心力的作用效果——改變線速度的方向．由于向心力始終指向圓心，其方向與物體運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，故向心力不改變線速度的大小．(4)向心力的來(lái)源向心力是根據(jù)力的作用效果命名的．它可以由重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力提供，也可以由它們的合力提供，還可以由某個(gè)力的分力提供．5.向心力與合外力的關(guān)系(1)向心力是按力的作用效果來(lái)命名的，它不是某種確定性質(zhì)的力，可以由某個(gè)力來(lái)提供，也可以由某個(gè)力的分力或幾個(gè)力的合力來(lái)提供．(2)對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力；對(duì)于非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其合外力不指向圓心，它既要改變線速度大小，又要改變線速度方向，向心力是合外力的一個(gè)分力．實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小的表達(dá)式1．實(shí)驗(yàn)裝置：向心力演示儀(介紹向心力演示儀的構(gòu)造和使用方法)2．實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法3．實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)保持兩個(gè)小球質(zhì)量m和角速度ω相同，使兩球運(yùn)動(dòng)半徑r不同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較向心力Fn與運(yùn)動(dòng)半徑r之間的關(guān)系．(2)保持兩個(gè)小球質(zhì)量m和運(yùn)動(dòng)半徑r相同，使兩球的角速度ω不同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較向心力Fn與角速度ω之間的關(guān)系．(3)保持運(yùn)動(dòng)半徑r和角速度ω相同，用質(zhì)量m不同的鋼球和鋁球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較向心力Fn與質(zhì)量m的關(guān)系．4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩球相同的物理量不同的物理量實(shí)驗(yàn)結(jié)論1m、ωrr越大，F(xiàn)n越大，F(xiàn)n∝r2m、rωω越大，F(xiàn)n越大，F(xiàn)n∝ω23r、ωmm越大，F(xiàn)n越大，F(xiàn)n∝m精確的實(shí)驗(yàn)表明向心力的大小可以表示為Fn＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq\s\up20(2)r.向心力公式的應(yīng)用1．向心力大?。篎n＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r＝mωv，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力大小不變．2．幾種常見(jiàn)的實(shí)例如下實(shí)例向心力示意圖用細(xì)線拴住的小球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力和重力的合力提供向心力，F(xiàn)n＝F＋G用細(xì)線拴住小球在光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)線的拉力提供向心力，F(xiàn)n＝FT物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止轉(zhuǎn)盤對(duì)物體的靜摩擦力提供向心力，F(xiàn)n＝Ff小球在細(xì)線作用下，在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)重力和細(xì)線的拉力的合力提供向心力，F(xiàn)n＝F合四、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)1．變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)所受合外力一般不等于向心力，合外力一般產(chǎn)生兩個(gè)方面的效果：(1)合外力F跟圓周相切的分力Ft，此分力與物體運(yùn)動(dòng)的速度在一條直線上．(2)合外力F指向圓心的分力Fn，此分力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，改變物體速度的方向．2．一般曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法一般曲線運(yùn)動(dòng)，可以把曲線分割成許多很短的小段，每一小段可看作一小段圓?。畧A弧彎曲程度不同，表明它們具有不同的半徑．這樣，質(zhì)點(diǎn)沿一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理．知識(shí)點(diǎn)三向心加速度一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向1．定義：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心，這個(gè)加速度叫作向心加速度．2．物理意義描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度方向變化的快慢，不表示速度大小變化的快慢．3．方向總是沿著圓周運(yùn)動(dòng)的半徑指向圓心，即方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，方向時(shí)刻改變．4．圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)不論向心加速度an的大小是否變化，an的方向是時(shí)刻改變的，所以圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度時(shí)刻發(fā)生改變，圓周運(yùn)動(dòng)一定是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．5．變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度一般情況下不指向圓心，該加速度有兩個(gè)分量：一是向心加速度，二是切向加速度．向心加速度表示速度方向變化的快慢，切向加速度表示速度大小變化的快慢．所以變速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的方向也總是指向圓心．二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小1．向心加速度公式(1)基本公式an＝eq\f(v2,r)＝ω2r.(2)拓展公式an＝eq\f(4π2,T2)·r＝ωv.2．向心加速度的公式既適用于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也適用于非勻速圓周運(yùn)動(dòng)．3．向心加速度的幾種表達(dá)式4．向心加速度的大小與半徑的關(guān)系(1)當(dāng)半徑一定時(shí)，向心加速度的大小與角速度的平方成正比，也與線速度的平方成正比．隨頻率的增大或周期的減小而增大．(2)當(dāng)角速度一定時(shí)，向心加速度與運(yùn)動(dòng)半徑成正比．(3)當(dāng)線速度一定時(shí)，向心加速度與運(yùn)動(dòng)半徑成反比．(4)an與r的關(guān)系圖象：如圖所示，由an-r圖象可以看出，an與r成正比還是反比，要看ω恒定還是v恒定．5．向心加速度的注意要點(diǎn)(1)向心加速度是矢量，方向總是指向圓心，始終與速度方向垂直，故向心加速度只改變速度的方向，不改變速度的大?。蛐募铀俣鹊拇笮”硎舅俣确较蚋淖兊目炻?2)向心加速度的公式適用于所有圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的計(jì)算．包括非勻速圓周運(yùn)動(dòng)．但an與v具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性．知識(shí)點(diǎn)四圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用一、鐵路的彎道1．火車在彎道上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)火車在彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)際上在做圓周運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的向心力．2．向心力的來(lái)源(1)若轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外軌一樣高，則由外軌對(duì)輪緣的彈力提供向心力，這樣，鐵軌和車輪極易受損．(2)若內(nèi)外軌有高度差，依據(jù)規(guī)定的行駛速度行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力幾乎完全由重力G和支持力FN的合力提供．3．轉(zhuǎn)彎軌道受力與火車速度的關(guān)系(1)若火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車所受支持力與重力的合力提供向心力，如圖所示，有mgtanθ＝meq\f(veq\o\al(2,0),R)，則v0＝eq\r(gRtanθ)，其中R為彎道半徑，θ為軌道平面與水平面的夾角(tanθ≈eq\f(h,L))，v0為轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速度．此時(shí)，內(nèi)外軌道對(duì)火車均無(wú)側(cè)向擠壓作用．(2)若火車行駛速度v0＞eq\r(gRtanθ)，外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力．(3)若火車行駛速度v0＜eq\r(gRtanθ)，內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力．4.解答火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵(1)合外力的方向：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車所受合外力沿水平方向指向圓心，而不是沿軌道斜面向下．因?yàn)椋疖囖D(zhuǎn)彎的圓周平面是水平面，不是斜面，所以火車的向心力即合外力應(yīng)沿水平面指向圓心．(2)規(guī)定速度：火車軌道轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速率一旦確定則是唯一的，火車只有按規(guī)定的速率轉(zhuǎn)彎，內(nèi)外軌才不受火車的擠壓作用．速率過(guò)大時(shí)，由重力、支持力及外軌對(duì)輪緣的擠壓力的合力提供向心力；速率過(guò)小時(shí)，由重力、支持力及內(nèi)軌對(duì)輪緣的擠壓力的合力提供向心力．二、拱形橋凸形橋和凹形橋的比較汽車過(guò)凸形橋汽車過(guò)凹形橋受力分析向心力Fn＝mg－FN＝meq\f(v2,r)Fn＝FN－mg＝meq\f(v2,r)對(duì)橋的壓力FN′＝mg－meq\f(v2,r)FN′＝mg＋meq\f(v2,r)結(jié)論汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力，而且汽車速度越大，對(duì)橋的壓力越小汽車對(duì)橋的壓力大于汽車的重力，而且汽車速度越大，對(duì)橋的壓力越大三、航天器中的失重現(xiàn)象和離心運(yùn)動(dòng)1．航天器在近地軌道的運(yùn)動(dòng)(1)對(duì)航天器，在近地軌道可認(rèn)為地球的萬(wàn)有引力等于其重力，重力充當(dāng)向心力，滿足的關(guān)系為Mg＝eq\f(Mv2,r).(2)對(duì)航天員，由重力和座椅的支持力提供向心力，滿足的關(guān)系為mg－FN＝eq\f(mv2,r)，由以上兩式可得FN＝0，航天員處于完全失重狀態(tài)，對(duì)座椅壓力為零．(3)航天器內(nèi)的任何物體之間均沒(méi)有壓力．2．對(duì)失重現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài)，但并不是物體不受地球引力．正因?yàn)槭艿降厍蛞Φ淖饔茫攀购教炱鬟B同其中的航天員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．（重力的作用效果由對(duì)支持物的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)闉槲矬w做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，即用途發(fā)生了改變）3．離心運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體沿切線飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)．4.對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解(1)物體做離心運(yùn)動(dòng)的原因：提供向心力的合外力突然消失，或者合外力不能提供足夠的向心力．注意：物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是物體受到離心力作用，而是由于合外力不能提供足夠的向心力．所謂“離心力”實(shí)際上并不存在．(2)合外力與向心力的關(guān)系(如圖所示)．①若F合＝mrω2或F合＝eq\f(mv2,r)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即“提供”滿足“需要”．②若F合>mrω2或F合>eq\f(mv2,r)，物體做半徑變小的近心運(yùn)動(dòng)，即“提供過(guò)度”，也就是“提供”大于“需要”．③若0<F合<mrω2或0<F合<eq\f(mv2,r)，則合外力不足以將物體拉回到原軌道上，而做離心運(yùn)動(dòng)，即“需要”大于“提供”或“提供不足”．④若F合＝0，則物體做直線運(yùn)動(dòng)．考點(diǎn)一：圓周運(yùn)動(dòng)真題講解1．（2023·湖北·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，質(zhì)量相等的物體M、N分別固定在赤道和北緯45°處的地面上。M、N隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)，其物理量大小相等的是（

）A．周期 B．線速度 C．向心力 D．向心加速度【答案】A【詳解】物體M、N繞地軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則角速度和周期相等，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不相等，根據(jù)可知線速度、向心加速度和向心力不相等。故選A。2．（2022下·貴州·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，某同學(xué)在玩跳跳球，跳跳球繞右腳做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)A、B兩點(diǎn)線速度大小分別為vA和vB，角速度分別為ωA和ωB。下列說(shuō)法正確的是（）A．vA＞vB B．vA=vB C．ωA＞ωB D．ωA=ωB【答案】D【詳解】CD．A、B兩點(diǎn)為同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故角速度相同故C錯(cuò)誤，D正確；AB．由圖可知由公式得故AB錯(cuò)誤。故選D。3．（2023下·湖北·高一學(xué)業(yè)考試）2022年長(zhǎng)江中下游地區(qū)出現(xiàn)干旱情況，抽水機(jī)在抗旱工作中功不可沒(méi)，如圖所示，抽水機(jī)輪子的半徑與電動(dòng)機(jī)輪子半徑之比3∶2，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．抽水機(jī)輪子上每一點(diǎn)的線速度都相等B．電動(dòng)機(jī)輪子上每一點(diǎn)的角速度相等C．抽水機(jī)輪子邊緣與電動(dòng)機(jī)輪子邊緣的線速度大小之比為2∶3D．抽水機(jī)輪子邊緣與電動(dòng)機(jī)輪子邊緣的線速度大小之比為3∶2【答案】B【詳解】A．抽水機(jī)輪子上每一點(diǎn)都繞共同的圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，每一點(diǎn)的角速度都相同，可每一點(diǎn)到圓心的距離并不都相等，即每一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑并不都相等，由可知，每一點(diǎn)的線速度大小并不都相等，A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)機(jī)輪子上每一點(diǎn)都繞共同的圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可知角速度相等，B正確；CD．抽水機(jī)與電動(dòng)機(jī)是皮帶傳動(dòng)，因此抽水機(jī)輪子邊緣與電動(dòng)機(jī)輪子邊緣的線速度大小之比為1∶1，CD錯(cuò)誤。故選B。4．（2023·湖北·高二學(xué)業(yè)考試）汽車在公路上行駛一般不打滑，輪子轉(zhuǎn)一周，汽車向前行駛的距離等于車輪的周長(zhǎng)。某轎車的車輪半徑為30cm，當(dāng)該型號(hào)的轎車在公路上行駛時(shí)，駕駛員前面的速率計(jì)的指針指在“35km/h”上，可估算出該車車輪的角速度約為（

）A．30rad/s B．20rad/s C．10rad/s D．5rad/s【答案】A【詳解】根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式代入數(shù)據(jù)可得故選A。真題演練5．（2023·湖南·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖，某個(gè)走時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘，分針與時(shí)針由轉(zhuǎn)動(dòng)軸到針尖的長(zhǎng)度之比是1.4：1。分針與時(shí)針的角速度大小分別為、，分針針尖與時(shí)針針尖的線速度大小分別為、。下列關(guān)系正確的是（

）

A． B． C． D．【答案】A【詳解】CD．分針與時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比為由可得故故CD錯(cuò)誤；AB．由可得故故A正確，B錯(cuò)誤。故選A。6．（2022·海南·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）某同學(xué)蕩秋千過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，如圖所示，繩上ab兩點(diǎn)的角速度分別為，線速度分別為，則（

）

A． B． C． D．【答案】B【詳解】AB．a(chǎn)、b兩點(diǎn)是共軸傳動(dòng)，所以角速度相等，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由圖可知由公式得故CD錯(cuò)誤。故選B。7．（2021·湖北·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，分別為自行車大齒輪、小齒輪、后輪邊緣上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)手搖腳踏板，大齒輪帶動(dòng)小齒輪和后輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三點(diǎn)的線速度大小分別為，下列判斷正確的是（）

A． B． C． D．【答案】D【詳解】AB．A、B兩點(diǎn)同鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，線速度相等，即故AB錯(cuò)誤；CD．B、C兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，即根據(jù)故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。8．（2022·山西·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）某學(xué)生玩轉(zhuǎn)筆時(shí)，以大拇指為軸，將兩端相距為的筆水平轉(zhuǎn)起來(lái)。若筆的一端距軸的距離為，其速度大小為，則筆的另一端的速度大小為（）A． B． C．0 D．【答案】A【詳解】筆旋轉(zhuǎn)時(shí)各點(diǎn)的角速度相同，則筆的另一端的速度大小為解得故選A?？键c(diǎn)二：向心力真題講解1．（2023·湖北·高二學(xué)業(yè)考試）如圖所示，一個(gè)隨水平圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)的小物塊，小物塊相對(duì)于圓盤保持靜止。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速緩慢增大時(shí)，關(guān)于小物塊的受力，下列說(shuō)法正確的是（）

A．支持力變大 B．向心力變大 C．摩擦力大小不變 D．合力大小不變【答案】B【詳解】A．由小物塊在豎直方向受力平衡得，支持力大小等于重力大小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．小物塊做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力由于角速度在增加，所以向心力也在變大，故選項(xiàng)B正確；C．圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是由摩擦力提供的，由于向心力增加，所以摩擦力也增加，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速緩慢增加，所需的向心力也在增加，故合力大小也在增加，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。2．（2022下·貴州·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊在水平轉(zhuǎn)盤上，隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知軌道半徑R=1m，轉(zhuǎn)盤角速度ω=2rad/s。則小物塊所需向心力大小為（）

A．3N B．4N C．5N D．6N【答案】B【詳解】小物塊隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由向心力公式，可得小物塊所需向心力大小為ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。3．（2022·海南·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）要保持一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球在半徑為1m的圓周上以4m/s的線速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則需要提供的向心力為（

）A．1N B．2N C．4N D．32N【答案】D【詳解】根據(jù)向心力公式可得故選D。4．（2020上·黑龍江·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，把一個(gè)小球放在玻璃漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球的向心力由以下哪個(gè)力提供（）

A．重力 B．摩擦力C．重力和支持力的合力 D．重力、支持力和摩擦力的合力【答案】C【詳解】小球受到重力和支持力，由于小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供。故選C。真題演練5．（2023·湖南·高三學(xué)業(yè)考試）質(zhì)量為的小球用長(zhǎng)為的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在點(diǎn)，在點(diǎn)的正下方處有一光滑小釘子，把細(xì)線沿水平方向拉直，如圖所示，無(wú)初速度地釋放小球，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間，細(xì)線沒(méi)有斷裂，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．小球的線速度突然增大B．小球的角速度突然減小C．小球?qū)?xì)線的拉力突然增大D．小球的向心加速度突然減小【答案】C【詳解】AB．根據(jù)題意可知，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間，小球的線速度不變，半徑變?yōu)樵瓉?lái)的，則由可知，角速度變大，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意，設(shè)細(xì)線的拉力為，由牛頓第二定律有解得由于不變，減小，則增大，由牛頓第三定律可知，小球?qū)?xì)線的拉力突然增大，故C正確；D．由公式可知，由于不變，減小，則變大，故D錯(cuò)誤。故選C。6．（2023·湖南·高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖小球與懸線相連在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小球受到的力有（）A．向心力 B．重力和向心力C．重力、拉力和向心力 D．重力和拉力【答案】D【詳解】小球與懸線相連在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球所受重力和繩子對(duì)小球拉力的合力提供小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，小球?qū)嶋H受重力和繩子對(duì)小球的拉力這兩個(gè)力。故選D。7．（2021上·吉林·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）嫦娥五號(hào)探測(cè)器繞月球可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量為m，軌道半徑為r，線速度為v，則探測(cè)器所受的向心力大小為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】探測(cè)器所受的向心力大小故選A。8．（2022上·廣西·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）質(zhì)量相同的甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到如圖彎道處速度大小相等，甲、乙所處跑道位置可看成半徑分別為R1、R2的圓弧的一部分，則甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員需要的向心力之比是（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】乙兩運(yùn)動(dòng)員在彎道上做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由摩擦力提供，有解的故選B。考點(diǎn)三：向心加速度真題講解1．（2023·湖北·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，質(zhì)量相等的物體M、N分別固定在赤道和北緯45°處的地面上。M、N隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)，其物理量大小相等的是（

）A．周期 B．線速度 C．向心力 D．向心加速度【答案】A【詳解】物體M、N繞地軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則角速度和周期相等，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不相等，根據(jù)可知線速度、向心加速度和向心力不相等。故選A。2．（2023·湖南·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖，豎直放置的正三角形框架，繞過(guò)框架頂點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B為框架上的兩點(diǎn)，用aA、aB分別表示A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小。則aA、aB的大小關(guān)系為（

）A．a(chǎn)A<aB B．a(chǎn)A=aB C．a(chǎn)A>aB D．無(wú)法確定【答案】A【詳解】A、B兩點(diǎn)繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，具有相同的角速度，根據(jù)題意可知，根據(jù)可知故選A。3．（2017上·黑龍江·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑2m，線速度是6m/s，則該質(zhì)點(diǎn)的向心加速度大小是（）A．3m/s2 B．6m/s2 C．12m/s2 D．18m/s2【答案】D【詳解】該質(zhì)點(diǎn)的向心加速度大小是故選D。4．（2023·湖南·高三學(xué)業(yè)考試）質(zhì)量為的小球用長(zhǎng)為的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在點(diǎn)，在點(diǎn)的正下方處有一光滑小釘子，把細(xì)線沿水平方向拉直，如圖所示，無(wú)初速度地釋放小球，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間，細(xì)線沒(méi)有斷裂，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．小球的線速度突然增大B．小球的角速度突然減小C．小球?qū)?xì)線的拉力突然增大D．小球的向心加速度突然減小【答案】C【詳解】AB．根據(jù)題意可知，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間，小球的線速度不變，半徑變?yōu)樵瓉?lái)的，則由可知，角速度變大，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意，設(shè)細(xì)線的拉力為，由牛頓第二定律有解得由于不變，減小，則增大，由牛頓第三定律可知，小球?qū)?xì)線的拉力突然增大，故C正確；D．由公式可知，由于不變，減小，則變大，故D錯(cuò)誤。故選C。真題演練5．（2023上·四川·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）2022中國(guó)成都天府綠道“光良杯”國(guó)際自行車車迷健身節(jié)在成都舉行。在賽前，某選手將自行車倒置在水平地面上，轉(zhuǎn)動(dòng)車輪檢查賽車性能。如圖所示，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，比較車輪上b、c兩點(diǎn)的角速度和向心加速度的大小，下列判斷正確的是（

）A． B． C． D．【答案】B【詳解】AB．同軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，由圖可知，車輪上b、c兩點(diǎn)的角速度相等，即，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由圖可知，b點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r大，則根據(jù)向心加速度，可知，故CD錯(cuò)誤。故選B。6．（2022上·江蘇·高二學(xué)業(yè)考試）如圖所示為小區(qū)門禁道閘，道閘以點(diǎn)為圓心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)抬起的過(guò)程中，下列對(duì)桿上的A、兩點(diǎn)的分析正確的是（）A．線速度相等 B．角速度相等 C．向心加速度相等 D．向心力相等【答案】B【詳解】B．A、兩點(diǎn)都繞點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，相同時(shí)間內(nèi)A、兩點(diǎn)與點(diǎn)連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的角度相同。根據(jù)角速度的定義，A、兩點(diǎn)角速度相等。B正確；A．根據(jù)，A、兩點(diǎn)到點(diǎn)距離不同，A、兩點(diǎn)線速度不相等。A錯(cuò)誤；C．根據(jù)，A、兩點(diǎn)到點(diǎn)距離不同，A、兩點(diǎn)向心加速度不相等。C錯(cuò)誤；D．根據(jù)，A、兩點(diǎn)到點(diǎn)距離不同，質(zhì)量未知，向心力不能確定大小。D錯(cuò)誤。故選B。7．（2022·甘肅·高二秦安縣第一中學(xué)?？紝W(xué)業(yè)考試）對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法正確的是（）A．向心加速度與半徑成反比 B．向心加速度與半徑成正比C．角速度與周期成反比 D．向心加速度與線速度的平方成正比【答案】C【詳解】AD．由可知，當(dāng)線速度一定時(shí)，向心加速度與半徑成反比。當(dāng)半徑一定時(shí)，向心加速度與線速度的平方成正比，故AD錯(cuò)誤；B．由可知，當(dāng)角速度一定時(shí)，向心加速度與半徑成正比。故B錯(cuò)誤；C．由得，角速度與周期成反比，故C正確。故選C。8．（2022上·廣西·高二學(xué)業(yè)考試）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它的加速度大小必定與（）A．線速度的平方成正比 B．角速度的平方成正比C．運(yùn)動(dòng)半徑成正比 D．線速度和角速度的乘積成正比【答案】D【詳解】A．根據(jù)可知只有運(yùn)動(dòng)半徑一定時(shí)，加速度大小才與線速度的平方成正比，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知只有運(yùn)動(dòng)半徑一定時(shí)，加速度大小才與角速度的平方成正比，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)，當(dāng)線速度一定時(shí)，加速度大小與運(yùn)動(dòng)半徑成反比；當(dāng)角速度一定時(shí)，加速度大小與運(yùn)動(dòng)半徑成正比，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)，聯(lián)立可得可知加速度大小與線速度和角速度的乘積成正比，D正確。故選D。考點(diǎn)四：圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用真題講解1．（2022下·貴州·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊在水平轉(zhuǎn)盤上，隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知軌道半徑R=1m，轉(zhuǎn)盤角速度ω=2rad/s。則小物塊所需向心力大小為（）

A．3N B．4N C．5N D．6N【答案】B【詳解】小物塊隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由向心力公式，可得小物塊所需向心力大小為ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。2．（2023·湖南·高三學(xué)業(yè)考試）一輛小汽車勻速行駛上圓弧拱橋時(shí)（）A．對(duì)橋的壓力大小與車總質(zhì)量無(wú)關(guān)B．速度越大，對(duì)橋的壓力越小C．對(duì)橋的壓力大于車總重力D．小汽車處于超重狀態(tài)【答案】B【詳解】根據(jù)牛頓第二定律可知解得根據(jù)牛頓第三定律可知，對(duì)橋的壓力大小與車總質(zhì)量有關(guān)；速度越大，對(duì)橋的壓力越小；小汽車對(duì)橋的壓力小于車總重力，處于失重狀態(tài)。故選B。3．（2023·河北·高三學(xué)業(yè)考試）游樂(lè)場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)飛椅項(xiàng)目周圍有一圈圓形圍欄，是為了防止游玩該項(xiàng)目的游客掉落的物品砸到行人。如圖所示，旋轉(zhuǎn)飛椅水平圓盤半徑，圓盤到水平地面的高度為，可繞豎直中心軸旋轉(zhuǎn)，其邊緣用長(zhǎng)的吊繩拉著吊椅。運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)，吊繩與豎直方向的夾角，游客和吊椅可視為質(zhì)點(diǎn)，，，則圍欄的最小半徑為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為，速度為，由題意知，質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑由吊繩拉力和質(zhì)點(diǎn)重力的合力提供質(zhì)點(diǎn)所需向心力，由牛頓第二定律，有物品掉落后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)落地所用時(shí)間為，豎直方向下落的高度由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，豎直方向上水平位移如圖所示，設(shè)物品落地位置到豎直中心軸的距離為由幾何關(guān)系有得即圍欄的最小半徑為，故B正確。故選B。4．（2023·河北·高三學(xué)業(yè)考試）小明根據(jù)打夯機(jī)（一種通過(guò)運(yùn)動(dòng)夯實(shí)路面的機(jī)械）的原理制成了如圖所示的裝置，底座與支架固定在一起，支架上有一轉(zhuǎn)軸，一根輕桿一端連接在轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一個(gè)鐵球，鐵球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r，底座和支架的總質(zhì)量為M，鐵球的質(zhì)量為m，其余各部件的質(zhì)量都忽略不計(jì)。不計(jì)空氣阻力和轉(zhuǎn)軸的摩擦，重力加速度為g，鐵球靜止在最低點(diǎn)時(shí)給鐵球一水平初速度，鐵球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，底座始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（）A．鐵球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，底座對(duì)地面的作用力可能為B．鐵球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，底座對(duì)地面的作用力可能大于C．的最大值為D．的最大值為【答案】C【詳解】A．鐵球在最低點(diǎn)時(shí)，若底座對(duì)地面的作用力為，則鐵球在最低點(diǎn)時(shí)所需的向心力為3mg，對(duì)鐵球有解得鐵球上升過(guò)程中機(jī)械能守恒，有解得鐵球不能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．鐵球在最高點(diǎn)時(shí)速度的最小值為零，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)和受力分析知識(shí)可知，鐵球在最高點(diǎn)時(shí)，底座對(duì)地面的最大作用力為，故B錯(cuò)誤；CD．鐵球在最高點(diǎn)時(shí)，底座對(duì)地面作用力為零時(shí)小球的初速度最大，設(shè)小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最大速度為，有鐵球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程有解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。真題演練5．（2023·湖南·高二學(xué)業(yè)考試）關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外鐵軌間有高度差，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．可以使火車順利轉(zhuǎn)彎，減少車輪與鐵軌間的側(cè)向擠壓B．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，速度越小越好C．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車的速度（超過(guò)了某一值）越大，車輪對(duì)外側(cè)的鐵軌側(cè)向壓力越大D．外鐵軌略高于內(nèi)鐵軌，使得火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，由重力和支持力的合力提供了向心力【答案】B【詳解】AD．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要向心力，當(dāng)外鐵軌略高于內(nèi)鐵軌，使得火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，由重力和支持力的合力提供了向心力，從而減少車輪與鐵軌間的側(cè)向擠壓。故AD正確，不合題意。BC．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要向心力大小與火車速度相關(guān)，在內(nèi)外鐵軌高度差確定的情況下，當(dāng)火車速度達(dá)到某一特定值時(shí)，可以使重力和支持力的合力恰好提供火車所需的向心力，火車車輪與鐵軌間沒(méi)有側(cè)向擠壓。當(dāng)火車速度低于這一值時(shí)，火車車輪對(duì)內(nèi)側(cè)鐵軌產(chǎn)生側(cè)向擠壓。當(dāng)火車速度高于這一值時(shí)，火車車輪對(duì)外側(cè)鐵軌產(chǎn)生側(cè)向擠壓。故C正確，不合題意。B錯(cuò)誤，符合題意。故選B。6．（2023·陜西·高二學(xué)業(yè)考試）做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻發(fā)現(xiàn)物體沿切線方向飛出，是因?yàn)椋ǎ〢．提供給物體的向心力方向與原向心力方向相反B．提供給物體的向心力消失C．提供給物體的向心力變小D．提供給物體的向心力變大【答案】B【詳解】當(dāng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，提供給物體的向心力減小時(shí)，物體做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)；當(dāng)提供給物體的向心力消失時(shí)，物體沿切線飛出，當(dāng)提供給物體的向心力變大時(shí)，物體做近心運(yùn)動(dòng)。故選B。7．（2023下·廣東·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，靜止在圓盤上的小物塊隨圓盤在水平面內(nèi)一起做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。則物塊所受摩擦力（）A．大小與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān) B．大小與其距轉(zhuǎn)軸的距離無(wú)關(guān)C．大小等于物塊所需的向心力 D．方向沿圓盤半徑向外【答案】C【詳解】物塊所受的摩擦力提供小物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，方向指向圓心，根據(jù)向心力公式其中n是轉(zhuǎn)速，r是距轉(zhuǎn)軸的距離；可知摩擦力的大小與轉(zhuǎn)速平方成正比，與距轉(zhuǎn)軸的距離成正比。故選C。8．（2023下·廣東·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）下列現(xiàn)象中屬于防止離心現(xiàn)象帶來(lái)危害的是（）A．旋轉(zhuǎn)雨傘甩掉雨傘上的水滴B．列車轉(zhuǎn)彎處鐵軌的外軌道比內(nèi)軌道高些C．拖把桶通過(guò)旋轉(zhuǎn)使拖把脫水D．洗衣機(jī)脫水簡(jiǎn)高速旋轉(zhuǎn)甩掉附著在衣服上的水【答案】B【詳解】旋轉(zhuǎn)雨傘甩掉雨傘上的水滴，拖把桶通過(guò)旋轉(zhuǎn)使拖把脫水和洗衣機(jī)脫水簡(jiǎn)高速旋轉(zhuǎn)甩掉附著在衣服上的水，都是利用的離心運(yùn)動(dòng)；在修建鐵路時(shí)，列車轉(zhuǎn)彎處鐵軌的外軌道比內(nèi)軌道高些，目的是由重力的分力提供一部分向心力，彌足向心力不足，防止車速過(guò)大，火車產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng)而發(fā)生側(cè)翻，所以該現(xiàn)象屬于防止離心現(xiàn)象帶來(lái)危害。故選B。1．（2023·重慶·高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，兩衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)測(cè)量可知在時(shí)間t內(nèi)，衛(wèi)星P、Q通過(guò)的路程分別為、；衛(wèi)星P、Q的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角分別為、。如果，，則下列比值正確的是（）

A．衛(wèi)星P、Q的線速度大小之比為B．衛(wèi)星P、Q的角速度之比為C．衛(wèi)星P、Q的周期之比為D．衛(wèi)星P、Q的軌道半徑之比為【答案】C【詳解】A．根據(jù)線速度的計(jì)算公式可知衛(wèi)星P、Q的線速度大小之比為，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)角速度的計(jì)算公式可知衛(wèi)星P、Q的角速度之比為，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)周期與角速度的關(guān)系有可知衛(wèi)星P、Q的周期之比為，故C正確；D．根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系有可知衛(wèi)星P、Q的軌道半徑之比為，故D錯(cuò)誤；故選C。2．（2023·湖南·高三學(xué)業(yè)考試）汽車在公路上行駛一般不打滑，輪子轉(zhuǎn)一周，汽車向前行駛的距離等于車輪的周長(zhǎng)。某轎車的車輪半徑為30cm，當(dāng)該型號(hào)的轎車在公路上行駛時(shí)，駕駛員面前的速率計(jì)的指針指在“36km/h”上，可估算出該車車輪的角速度約為（）A．10rad/s B．20rad/sC．30rad/s D．40rad/s【答案】C【詳解】汽車行駛的速率與車輪邊緣的線速度大小相等，即所以該車車輪的角速度為故選C。3．（2023·湖南·高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的兩物體A和B，半徑之比為，線速度之比，周期之比為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】根據(jù)可得可得故選A。4．（2023·廣東·高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖，為防止航天員的肌肉萎縮，中國(guó)空間站配備了健身自行車作為健身器材。某次航天員健身時(shí)，腳踏板始終保持水平，當(dāng)腳踏板從圖中的實(shí)線處勻速轉(zhuǎn)至虛線處的過(guò)程中，關(guān)于腳踏板上P、Q兩點(diǎn)的說(shuō)法正確的是（）A．P做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．P的線速度大小比Q的大 D．P的向心加速度大小比Q的大【答案】B【詳解】AB．相對(duì)于腳踏板上的軸來(lái)說(shuō)P、Q兩點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)誤，B正確；C．由得，P、Q兩點(diǎn)到腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離相等，P、Q兩點(diǎn)的線速度大小相等；C錯(cuò)誤；D．由得，P、Q兩點(diǎn)相對(duì)于腳踏板的向心加速度大小相等。D錯(cuò)誤。故選B。5．（2022下·河北·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）一質(zhì)量為m的物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小為v，半徑為r，則物體所需向心力的大小為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】一質(zhì)量為的物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小為，半徑為，則物體所需向心力的大小為故選D。6．（2022·四川·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上固定一光滑斜面Q，當(dāng)水平轉(zhuǎn)臺(tái)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P與斜面一起轉(zhuǎn)動(dòng)并相對(duì)斜面靜止。關(guān)于物塊P的受力個(gè)數(shù)，下列判斷正確的是（）A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)【答案】B【詳解】物塊P受到豎直向下的重力與斜面的支持力，其合力提供向心力。故選B。11．（2023上·四川·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，細(xì)線一端固定在A點(diǎn)，另一端系著小球。給小球一個(gè)初速度，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該小球的受力情況，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．受重力、向心力作用 B．受細(xì)線拉力、向心力作用C．受重力、細(xì)線拉力作用 D．受重力、細(xì)線拉力和向心力作用【答案】C【詳解】對(duì)小球受力分析可得，小球受到豎直向下的重力和沿繩向上的拉力，這兩個(gè)力的合力提供小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。故選C。7．（2023上·四川·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示，圓弧MON是汽車以恒定速率運(yùn)動(dòng)的軌跡，ab過(guò)O點(diǎn)與圓弧相切，cd過(guò)O點(diǎn)垂直于ab。汽車過(guò)O點(diǎn)時(shí)，所受合力的方向（

）A．由O指向a B．由O指向b C．由O指向c D．由O指向d【答案】C【詳解】由題意，汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故其所受合力為向心力，方向沿軌跡半徑指向圓心，故A、B、D錯(cuò)誤。故選C。8．（2023下·江蘇·高二學(xué)業(yè)考試）下列關(guān)于向心加速度的說(shuō)法中正確的是（

）A．向心加速度表示做圓周運(yùn)動(dòng)的物體速率改變的快慢B．向心加速度的方向不一定指向圓心C．向心加速度描述線速度方向變化的快慢D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度不變【答案】C【詳解】A．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體速率不變，向心加速度只改變速度的方向，故A錯(cuò)誤；B．向心加速度的方向總是沿著圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑指向圓心，故B錯(cuò)誤；C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中線速度的變化只表現(xiàn)為線速度方向的變化，作為反映速度變化快慢的物理量，向心加速度只描述線速度方向變化的快慢，故C正確；D．向心加速度的方向是變化的，故D錯(cuò)誤。故選C。9．（2022·湖南·高二學(xué)業(yè)考試）如圖所示是“陀螺旋轉(zhuǎn)醒酒器”，它可以繞底座的支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)醒酒時(shí)，瓶上的A、B兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．AB桿上各點(diǎn)角速度大小都相同 B．AB桿上各點(diǎn)線速度大小都相同C．AB桿上各點(diǎn)加速度大小都相同 D．以上關(guān)于AB桿的說(shuō)法都不正確【答案】A【詳解】A．AB桿上各點(diǎn)，相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同，所以角速度大小相同，故A正確；B．AB桿上各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，角速度相同，根據(jù)可知，各點(diǎn)的線速度大小不同，故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)可知，各點(diǎn)的加速度大小不同，故CD錯(cuò)誤；故選A。10．（2022·廣東·高三學(xué)業(yè)考試）拉格朗日點(diǎn)又稱平動(dòng)點(diǎn)，處于該點(diǎn)上的小物體在兩個(gè)大物體的引力作用下，小物體與大物體保持相對(duì)靜止，由瑞士科學(xué)家歐拉和法國(guó)數(shù)學(xué)家拉格朗日推算得出。這樣的點(diǎn)在地月系統(tǒng)中共有五個(gè)，其中三個(gè)在地月連線上，如圖所示，分別為、、。關(guān)于在這三個(gè)拉格朗日點(diǎn)上做圓周運(yùn)動(dòng)的二顆地球衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（）A．點(diǎn)處衛(wèi)星比月球運(yùn)動(dòng)的周期大地月B．點(diǎn)處衛(wèi)星的向心加速度比月球的向心加速度小C．三顆衛(wèi)星相比較，點(diǎn)處衛(wèi)星的向心加速度最小D．三顆衛(wèi)星的線速度大小相等【答案】B【分析】本題以地月系統(tǒng)中的拉格朗日點(diǎn)為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐問(wèn)題情境，考查學(xué)生的理解能力、模型建構(gòu)能力和推理論證能力。本題考查的學(xué)科核心素養(yǎng)為物理觀念和科學(xué)思維，在形成相互作用觀念和運(yùn)動(dòng)觀念基礎(chǔ)上結(jié)合萬(wàn)有引力定律解決相關(guān)問(wèn)題?！驹斀狻緼．由題意可知，三顆衛(wèi)星及月球與地球保持相對(duì)靜止，故其運(yùn)動(dòng)的周期相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；BC．根據(jù)可知，因?yàn)辄c(diǎn)到地球的距離小于月球到地球的距離，所以點(diǎn)處衛(wèi)星的向心加速度比月球的向心加速度??；點(diǎn)到地球的距離大于點(diǎn)到地球的距離，也大于月球到地球的距離，可知點(diǎn)處衛(wèi)星的向心加速度最大，B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知三顆衛(wèi)星的線速度大小不相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選B。11．（2023下·廣東·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如