人教版物理必修2同步练习：6.4 生活中的圆周运动（基础巩固）
一、选择题
1．（2024高一上·江苏期末）一质量为m的汽车以2v的速度经过拱形桥面顶端时对桥面的压力为零，重力加速度为g.则该汽车以速度v经过顶端时对桥面的压力F为（ ）
A．0.25mg B．0.5mg C．0.75mg D．mg
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】汽车速度为2v时，重力恰好充当向心力，则有
当速度变为v时，此时向心力减小，桥面有向上的支持力，则有
联立解得
根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力为0.75mg，故C正确，ABD错误。
故答案为：C。
【分析】确定汽车在最高点时向心力的来源，再根据不同情况下分别运用牛顿第二定律和牛顿第三定律进行解答。
2．（2024高三上·邢台月考）下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．甲中汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，乘客快感越强，越不容易爆胎
B．乙中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C．丙中洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服太重，把水从衣服内压出来了
D．丁中杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时绳子中的拉力不可能为零
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、 汽车通过凹形桥的最低点时， 由重力和支持力的合力提供向心力
，
速度越大， FN越大，即桥面受到的的压力就越大，轮胎的形变就越大，车就越容易爆胎，A错误；
B、 乙中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，火车在转弯时，转弯速度一定，则由重力和支持力的合力提供向心力， 减轻轮缘与外轨的挤压 。B错误；
C、 丙中洗衣机脱水桶的脱水原理 ，通过提高转速，则衣服做圆周运动需要的向心力增大，当筒壁对衣服的支持力不足以提供衣服做圆周运动所需要的向心力时，则衣服由于被脱水桶所限制，但衣服上的水则做离心运动，从而达到脱水的目的，C错误；
D、杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，将水和水桶看成一体
当T=0时，“水流星”通过最高点有最小速度，最小速度为，D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查生活中的圆周运动，甲、丁图是竖直平面内的圆周运动，要求学生能够通过找出最高点、最低点向心力的来源，从而进行正确的判断，乙图、丙图是水平面内的圆周运动，对于乙图，要求学生能够通过比较火车转弯速度与，从而能判断火车转弯时，轮缘与内、外轨间的挤压。对于图丙，要求学生能够掌握物体做离心运动的条件进行正确的判断。
3．（2023高二下·雨花会考）如图所示，质量相等的甲、乙两人分别站在赤道和纬度为的地面上，他们随地球一起绕地轴做匀速圆周运动，则（ ）
A．甲的线速度大 B．乙的线速度大
C．甲的角速度大 D．乙的角速度大
【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；生活中的圆周运动
【解析】【解答】同轴转动：，又，根据知，故A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A
【分析】
同轴转动角速度相等，再根据判断线速度大小关系。
4．（2023高二下·楚雄月考）如图所示，一个女孩尝试站着荡秋千。已知秋千的两根绳长均为，女孩和秋千踏板的总质量约为，绳的质量忽略不计。当女孩运动到最低点，速度大小为，此时每根绳子平均承受的拉力最接近于（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】设此时每根绳子平均承受的拉力最接近于F，则在最低点，由牛顿第二定律得：，解得：，故ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B
【分析】秋千做圆周运动，在最低点由牛顿第二定律列方程求解。
5．（2023高一下·武功期中）下列事例中，与离心现象无关的是（ ）
A．汽车突然加速时，人向后倾倒
B．运动员将链球旋转起来后掷出
C．下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴被甩出
D．汽车转弯速度过大时，放在座位上的物品被甩出座位
【答案】A
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A. 汽车突然加速时，人向后倾倒 ，这是惯性现象，故A符合题意；
B. 运动员将链球旋转起来后掷出 ，这是离心现象，故B不符合题意；
C. 下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴被甩出 ，这时离心现象，故C不符合题意；
D. 汽车转弯速度过大时，放在座位上的物品被甩出座位 ，这是离心现象，故D不符合题意。
故答案为：A
【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动。
6．（2023·广东模拟）下列现象中属于防止离心现象带来危害的是（ ）
A．旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴
B．列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些
C．拖把桶通过旋转使拖把脱水
D．洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水
【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】 旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴 ， 拖把桶通过旋转使拖把脱水和洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水 ，都是利用的离心运动；在修建铁路时，列车转弯处铁轨的外轨比内规高些，目的是由重力的分力提供一部分向心力，弥补向心力不足，防止车速过大，火车产生离心运动而发生侧翻，属于防止离心现象带来的危害。
故单位：B
【分析】物体做圆周运动时需要外界提供向心力，当外界所提供的向心力消失或不够时，物体将做离心运动。
7．（2022高一下·电白期末）下列实例中，属于防止离心运动的是（ ）
A．转动雨伞，可以去除上面的一些水
B．汽车转弯时要减速
C．链球运动员通过快速旋转将链球甩出
D．用洗衣机脱水
【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．转动雨伞，让雨水做离心运动，可以去除上面的一些水，这是利用离心运动，A不符合题意；
B．汽车转弯时要减速，防止速度过大，地面摩擦力不足以提供向心力而打滑造成危险，属于防止离心运动，B符合题意；
C．链球运动员通过快速旋转将链球甩出，这是利用离心运动，C不符合题意；
D．用洗衣机脱水，将衣物中的水分甩出，这是利用离心运动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽车转弯时要减速，防止速度过大，地面摩擦力不足以提供向心力而打滑造成危险。属于防止离心运动。
8．（2022高一下·普宁期末）下列动作利用了离心现象的是（ ）
A．投篮球 B．扣杀排球 C．射箭 D．投掷链球
【答案】D
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．篮球被投出后做斜上抛运动，是利用惯性，与离心运动无关。A不符合题意；
B．扣杀排球是利用力是改变物体运动状态的原因，力越大物体运动的状态改变越快，与离心运动无关。B不符合题意；
C．箭射出后做斜上抛运动或平抛运动，是利用惯性，与离心运动无关。C不符合题意；
D．投掷链球的过程中，先让链球做圆周运动，增大链球的速度，然后在合适的位置将链球抛出，在抛出点松手的瞬间，链球做圆周运动的拉力消失，将从抛出点做离心运动。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】篮球做斜抛运动是由于惯性与离心运动无关；扣杀排球是利用力改变物体的速度方向，与离心运动无关；射箭是利用惯性，与离心运动无关。
9．（2022·宜宾模拟）如图，在冬奥会短道速滑项目中，圆弧实线ON为正常运动路线的弯道，OM为运动员在O点的速度方向。若运动员在O点稍发生侧滑，她就会偏离正常比赛路线，则其滑动线路（ ）
A．沿OM直线 B．在OM左侧区域Ⅰ
C．在OM和ON之间区域Ⅱ D．在ON右侧区域Ⅲ
【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合外力不足以提供所需的向心力，而受的合外力仍然指向圆心，若运动员水平方向不受任何外力时沿方向做离心运动，实际上运动员还要受摩擦力作用，所以滑动的方向在在和之间区域Ⅱ，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合外力不足以提供所需的向心力，运动员将做离心运动。
10．（2023高二上·常州月考）如图所示为马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为的圆轨道，表演者骑摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为，以的速度通过轨道最高点，则此时轨道对车的作用力为（ ）
A．、方向竖直向下 B．、方向竖直向上
C．、方向竖直向下 D．、方向竖直向上
【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】根据牛顿第二定律结合向心力公式可得
解得
F=mg
方向竖直向下，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据牛顿第二定律结合向心力公式求解轨道对车的作用力。
11．（2023高一下·莲湖期中） 有一根长度为的轻杆，端拴有一质量为的小球视为质点，小球以点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示。若小球通过最高点时的速度大小为，重力加速度大小为，则此时轻杆的弹力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】取向下为正方向，在最高点对小球受力分析且由牛顿第二定律可得，则，负号表示此时小球受到杆的弹力方向竖直向上。
故选D。
【分析】在最高点对小球受力分析且由牛顿第二定律列方程求解即可。
12．（2023高一下·上海期中）半径为R、内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，小球以 （g为重力加速度）的速度经过圆轨道最低点后到达轨道上与圆心等高处时速度为v，加速度为a，则（ ）
A．v = 0，a = 0 B．v ≠ 0，a = 0
C．v = 0，a ≠ 0 D．v ≠ 0，a ≠ 0
【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】对小球从底部到与圆心等高点，根据动能定理得：，解得：，根据知，，此时小球只受重力作用，，故C符合题意，ABD均不符合题意。
故答案为：C
【分析】对小球根据动能定理求出小球从底部到与圆心等高点的速度，对小球在与圆心等高点处，根据受力情况确定加速度的大小。
13．（2022·韶关模拟）应用物理知识可以分析和解释生活中的很多常见现象。假设你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（ ）
A．在c点苹果受到的支持力小于在a点时的支持力
B．从a到b过程中手掌对苹果的摩擦力越来越小
C．从c到d再到a过程中，苹果所受的合外力越来越大
D．从d到a过程中，苹果处于失重状态
【答案】A
【知识点】超重与失重；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．在a、c点，重力与支持力的合力提供向心力：在c点苹果的向心力向下，重力大于支持力，在a点时苹果的向心力向上，支持力大于重力，故在c点苹果受到的支持力小于在a点时的支持力，A符合题意；
B．从a到b过程中，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度逐渐变大，根据牛顿第二定律可知，摩擦力越来越大，B不符合题意；
C．从c到d再到a过程中，苹果的速度大小保持不变，加速度大小不变，苹果所受的合外力大小不变，C不符合题意；
D．从d到a过程中，苹果的加速度在竖直方向上的分加速度一直竖直向上，苹果一直处于超重状态，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A.在苹果做圆周运动的过程中，苹果受到的重力和手对其的支持力的合力提供向心力就可以判断答案；
B.因为苹果在做匀速圆周运动，苹果做匀速圆周运动过程中其加速度大小不变，但其在水平方向相信加速度变化规律就可以得出答案；
C.匀速圆周运动的合理大小不变，方向随时在改变；
D.苹果的加速度在竖直方向上的分加速度一直竖直向上，苹果一直处于超重状态。
二、多项选择题
14．（2020高一下·大同月考）如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度 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 ，A和B、C离转台中心的距离分别为 、 ，设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．B对A的摩擦力一定为
B．B对A的摩擦力一定为
C．转台的角速度一定满足：
D．转台的角速度一定满足：
【答案】B,D
【知识点】临界类问题；匀速圆周运动
【解析】【解答】AB．对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，由静摩擦力提供向心力，有
A不符合题意，B符合题意；
CD．根据牛顿第二定律得
对A有
对AB整体，有
对物体C，有
为使A、B、C相对转台不发生滑动得
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】A、B、C两个物体做圆周运动，具有相同的角速度，静摩擦力提供向心力，结合各自的轨道半径比较线速度、周期即可。
15．（2019高三上·晋江月考）质量为m的小球用不可伸长的细线a、b分别系在轻质细杆的A、B两点，如图所示，细线a与水平方向的夹角为θ，细线b在水平方向上且长为L，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是：（ ）
A．细线a一定受到小球的拉力
B．细线b一定受到小球的拉力
C．只有当角速度ω> 时，细线b才受到拉力
D．细线a中的拉力随角速度的增大而增大
【答案】A,C
【知识点】临界类问题；牛顿第二定律；匀速圆周运动
【解析】【解答】A.小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可以知道a绳的张力不可能为零，A符合题意；
BC. 当b绳拉力为零时，有： ，
计算得出 ，
可以知道当角速度 时，b绳出现弹力。B不符合题意，C符合题意；
D.根据竖直方向上平衡得， ，
计算得出 ，
可以知道a绳的拉力不随角速度的变化而变化。D不符合题意；
故答案为：AC
【分析】对小球进行受力分析，重力和绳子拉力提供向心力，结合物体的角速度和轨道半径，利用向心力公式分析求解即可。
16．（2024高三上·齐齐哈尔期末）地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示的曲杆道闸．道闸总长3m，由相同长度的转动杆AB与横杆BC组成．B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平，转动杆AB绕A点匀速转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．B点的加速度不变
B．B点的线速度大小不变
C．BC杆上各点的线速度均相等
D．C点做匀速圆周运动，圆心为A点
【答案】B,C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB．转动杆AB绕A点匀速转动过程中，即B点做匀速圆周运动，线速度和加速度大小不变，但方向时刻改变，故A错误，B正确；
C．横杆BC始终保持水平，BC杆上各点相对静止，相等时间运动的弧长相等，所以BC杆上各点的线速度均相等，故C正确；
D．由于AB始终水平，所以C点的轨迹也是一个圆，如图
根据题意可知B绕着A点做匀速圆周运动，C点不是以A为圆心做圆周运动，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】速圆周运动，线速度和加速度大小不变，但方向时刻改变。AB始终水平，C点的轨迹也是一个圆。
17．（2020高三上·六安月考）图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数FN表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B处时，下列表述正确的有（ ）
A．FN小于滑块重力 B．FN大于滑块重力
C．FN越大表明h越大 D．FN越大表明h越小
【答案】B,C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】设滑块在B点的速度大小为v，选B处所在平面为零势能面，从开始下滑到B处，由机械能守恒定律得mgh＝ mv2，在B处由牛顿第二定律得FN′－mg＝ ，可得： ，又根据牛顿第三定律FN＝FN′，BC符合题意，AD不符合题意．
故答案为：BC
【分析】利用动能定理求解物体到达最低点的速度，对处在最低点的物体进行受力分析，结合此时物体的速度，利用向心力公式求解物体对轨道的压力表达式，分析表达式求解即可。
18．（2020高一下·新都期末）如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下但大小小于重力
B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上但大小大于重力
C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上且大于重力
D．小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力
【答案】C,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB．小球通过管道最低点时，具有向上的向心加速度，根据牛顿第二定律得知，合力向上，则管道对小球的支持力向上，由牛顿第二定律有
可知管道对小球的支持力大小大于重力，由牛顿第三定律得到，小球对管道的压力向下，大小大于重力，AB不符合题意；
CD．当 时，根据牛顿第二定律得
说明管道对小球无压力，当 ，则有
则
则N随速度的增大而增大，所以小球对管道的压力可能向上且大于重力，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】环形轨道仅可以提供支持力，不能提供向下的拉力，对处在不同位置的小球进行受力分析，根据速度结合向心力公式求解小球对圆轨道的作用力。
19．（2021高三上·广州月考）如图是洗衣机的脱水桶，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴转动速度慢慢变快，高速转动时衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动，则 （ ）
A．脱水桶转动速度较慢时，衣服上的水会做近心运动
B．脱水桶转动速度较快时，衣服上的水会做离心运动
C．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由衣服所受摩擦力提供
D．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由桶壁对衣服的弹力提供
【答案】B,D
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．脱水桶转动速度较慢时，衣服上的水会随衣服做圆周运动，A不符合题意；
B．脱水桶转动速度较快时，衣服上的水的附着力不能提供做圆周运动的向心力时会做离心运动，B符合题意；
CD．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣服的弹力提供，竖直方向摩擦力与重力平衡，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】AB.当脱水桶转动较慢时，的水会因衣服对水的附着力足以提高做匀速圆周运动的向心力而随着衣服一起做匀速圆周运动，但是随着转速越来越快，衣服对水的附着力不足以提供水做匀速圆周运动的向心力，水会由于惯性而做离心运动。
CD.衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣服的弹力提供，竖直方向摩擦力与重力平衡。
20．（2021高一下·广州月考）以下措施或者行为是为了防止离心运动的是（ ）
A．游乐场所中空中转椅的安全卡扣
B．转动雨伞甩掉伞上的水
C．运动员将链球甩出去
D．弯道公路的限速标志
【答案】A,D
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．游乐场所中空中转椅的安全卡扣是为了防止由于离心运动游客被甩出，A符合题意；
B．转动雨伞甩掉伞上的水是利用离心运动而不是防止，B不符合题意；
C．运动员将链球甩出去是利用离心运动而不是防止，C不符合题意；
D．弯道公路的限速标志是为了提醒驾驶员防止由于车速过快造成离心运动而发生车祸，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】 做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动叫"离心运动"；根据定义分清利用或防止离心运动即可.
21．（2019高一下·沭阳期中）下列现象中，能用离心现象解释的是
A．拍掉衣服表面的灰尘
B．洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干
C．用手把温度计中的水银柱甩回玻璃泡内
D．匀速直线运动的公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒
【答案】B,C
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】拍掉衣服表面的灰尘利用的是惯性，A不符合题意；洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干，利用的是离心现象，B符合题意；用手把温度计中的水银柱甩回玻璃泡内，利用的是离心作用，C符合题意；匀速直线运动的公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒是惯性现象，D不符合题意；
故答案为：BC.
【分析】拍掉衣服上的灰尘所以利用物体的惯性；刹车乘客前倾也是因为物体本身的惯性。
22．（2018高一下·深圳期中）洗衣机的脱水筒采用电机带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是（ ）
A．在人看来水会从桶中甩出是因为水滴受到离心力很大的缘故
B．脱水过程中，大部分衣物紧贴筒壁的
C．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好
【答案】B,C,D
【知识点】牛顿第二定律；离心运动和向心运动
【解析】【解答】水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉。A不符合题意。脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁。B符合题意。F=ma=mω2R，ω增大会使向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去。C符合题意。中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差。D符合题意。
故答案为：BCD.
【分析】洗衣机脱水是典型的离心现象，分析其向心力来源应是衣物的附着力。另外本题C涉及同轴运动问题.
三、非选择题
23．（2022高一下·兖州期中）如图所示，质量的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为的物体相连，m悬于空中与M都处于静止状态。假定M与轴O的距离r=0.5m，与平台的最大静摩擦力为其重力的0.3倍，试问：
（1）M受到的静摩擦力最小时，平台转动的角速度ω0为多大；
（2）要保持M与平台相对静止，平台转动的角速度不得超过多大。
【答案】（1）解：静摩擦力最小为零，对M
对m
联立得
（2）解：转盘角速度最大时，M所受最大静摩擦力指向O，对M
对m
联立得
【知识点】受力分析的应用；临界类问题；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）当静摩擦力为零时，对M和m进行受力分析，根据牛顿第二定律得出平台转动的角速度；
（2） 转盘角速度最大时 ，对M和m进行受力分析，从而得出平台转动的角速度 的最大值。
24．（2023高一下·桂林期末） 质量为的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的动摩擦因数，汽车以的速度经过半径为的弯路时，已知当地重力加速度取，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：
（1）汽车转弯时所需要向心力的大小；
（2）为了行车安全，此弯道所允许的最大转弯速度的犬小结果可保留根式。
【答案】（1）解： 汽车转弯时所需向心力
（2）解：当汽车与地面摩擦达到最大静摩擦力时，转弯速度达到最大
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】汽车转弯时，地面对汽车静摩擦力提供向心力，当摩擦力为最大静摩擦时，此时速度为汽车最大转弯速度。
25．（2023高一下·德州期中）游戏是家长和孩子之间进行有效交流的方式之一，通过游戏的形式，能增进家长和孩子间的情感交流，同时家长在游戏中的机智表现又能促使孩子的心智和情感得到进一步的发展。如图甲家长抓住孩子的双手，使孩子离开地面做圆周运动，可以简化为长为的细线，拴一质量为的小球，一端固定于点，让小球在水平面内做匀速圆周运动的模型，如图乙所示。已知重力加速度为，当细线与竖直方向的夹角为时。求：
（1）小球做圆周运动的半径及细线产生的拉力的大小；
（2）当小球的角速度变化时，推导角速度随变化的关系式。
【答案】（1）解：由图可知，对小球进行受力分析，可得，
（2）解：对小球由牛顿第二定律得
解得
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，由几何关系和平衡条件求小球做圆周运动的半径及细线产生的拉力的大小；
（2）对小球由牛顿第二定律求角速度随变化的关系式。
26．（2023高一下·芜湖期末）有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是 N。（取g=10m/s2）
【答案】7600
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】在桥顶，对车分析：， 已知代入求得桥对车的支持力，由牛顿第三定律得出，汽车对桥的压力为7600N。
【分析】本题考查竖直平面内的圆周运动，解决问题关键：汽车到达桥顶时，对车进行受力分析，分析向心力的来源，由指向圆心的合力来提供向心力，进而求解桥对车的支持力，由牛顿第三定律求解汽车在桥顶时对桥的压力。
27．（2023高一上·唐山期末）如图甲所示，有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为r＝40m的拱桥。g取，求：
（1）汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是多大；
（2）如果把地球看作一个巨大的拱形桥如图乙所示，桥面的半径就是地球的半径R，汽车要在地面上腾空，速度最小值（地球半径R＝6400km）。
【答案】（1）解：汽车到达桥顶的速度为10m/s时，据牛顿第二定律可得
待入数据解得
据牛顿第三定律可知，此时对桥的压力大小为 。
（2）解：汽车要在地面上腾空，需满足
待入数据解得
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）已知汽车到达桥顶时速度的大小，利用牛顿第二定律可以求出汽车对桥的压力的大小；
（2）汽车在地面上腾空，利用牛顿第二定律可以求出汽车的最小速度。
28．（2022高一下·玉林期中）如图所示，一长为的轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量的小球。轻杆随转轴O在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动、角速度ω=2rad/s，重力加速度。则小球运动到：
（1）最高点A时，求小球加速度a的大小；
（2）最低点C与最高点A时，求杆对小球的作用力、的大小之差。
【答案】（1）解：依题意，可得最高点A时，小球加速度a的大小为a=ω2l=4m/s2
（2）解：最高点A时，根据牛顿第二定律有mg-FA=ma
代入数据求得FA=6N
最低点C时，根据牛顿第二定律有FC-mg=ma
求得FC=14N
故杆对小球的作用力、的大小之差为ΔF=FC-FA=8N
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）已知小球角速度的大小，结合半径的大小可以求出加速度的大小；
（2）当小球经过最高点和最低点时，利用牛顿第二定律可以求出杆对小球作用力的大小之差。
29．（2022高一下·合肥期中）如图所示，一辆总质量为m=1600kg的汽车正以速度v=36km/h的速度通过一半径为R=40m的圆弧形拱桥顶部，g取10m/s2。则此时汽车对拱桥的压力为多大？
【答案】解：汽车以速度为36 km/h经拱桥顶部时，由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知，汽车对拱桥的压力大小为
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】汽车过拱形桥的最高点，利用牛顿第二定律可以求出汽车对桥的压力大小。
30．（2022高一下·宣城期中）如图所示，一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动．已知当小球运动到最高点时，轻杆对小球作用力大小为，取重力加速度，求：
（1）小球运动的角速度；
（2）小球运动到水平位置A时，杆对球的作用力的大小。
【答案】（1）解：小球到最高点时，轻杆对小球作用力大小为1N，等于小球重力大小，显然不可能是向上的支持力，只能是向下的拉力。根据牛顿第二定律有
代入数据得
（2）解：小球运动到水平位置A时，对小球受力分析，杆的水平分力提供向心力，竖直分力平衡重力，根据几何关系得
代入数据得
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）轻杆做匀速圆周运动，利用最高点杆对小球的作用力大小结合牛顿第二定律可以求出角速度的大小；
（2）当小球运动到水平位置A时，利用牛顿第二定律结合力的合成可以求出杆对小球作用力的大小。
1 / 1人教版物理必修2同步练习：6.4 生活中的圆周运动（基础巩固）
一、选择题
1．（2024高一上·江苏期末）一质量为m的汽车以2v的速度经过拱形桥面顶端时对桥面的压力为零，重力加速度为g.则该汽车以速度v经过顶端时对桥面的压力F为（ ）
A．0.25mg B．0.5mg C．0.75mg D．mg
2．（2024高三上·邢台月考）下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．甲中汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，乘客快感越强，越不容易爆胎
B．乙中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C．丙中洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服太重，把水从衣服内压出来了
D．丁中杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时绳子中的拉力不可能为零
3．（2023高二下·雨花会考）如图所示，质量相等的甲、乙两人分别站在赤道和纬度为的地面上，他们随地球一起绕地轴做匀速圆周运动，则（ ）
A．甲的线速度大 B．乙的线速度大
C．甲的角速度大 D．乙的角速度大
4．（2023高二下·楚雄月考）如图所示，一个女孩尝试站着荡秋千。已知秋千的两根绳长均为，女孩和秋千踏板的总质量约为，绳的质量忽略不计。当女孩运动到最低点，速度大小为，此时每根绳子平均承受的拉力最接近于（ ）
A． B． C． D．
5．（2023高一下·武功期中）下列事例中，与离心现象无关的是（ ）
A．汽车突然加速时，人向后倾倒
B．运动员将链球旋转起来后掷出
C．下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴被甩出
D．汽车转弯速度过大时，放在座位上的物品被甩出座位
6．（2023·广东模拟）下列现象中属于防止离心现象带来危害的是（ ）
A．旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴
B．列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些
C．拖把桶通过旋转使拖把脱水
D．洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水
7．（2022高一下·电白期末）下列实例中，属于防止离心运动的是（ ）
A．转动雨伞，可以去除上面的一些水
B．汽车转弯时要减速
C．链球运动员通过快速旋转将链球甩出
D．用洗衣机脱水
8．（2022高一下·普宁期末）下列动作利用了离心现象的是（ ）
A．投篮球 B．扣杀排球 C．射箭 D．投掷链球
9．（2022·宜宾模拟）如图，在冬奥会短道速滑项目中，圆弧实线ON为正常运动路线的弯道，OM为运动员在O点的速度方向。若运动员在O点稍发生侧滑，她就会偏离正常比赛路线，则其滑动线路（ ）
A．沿OM直线 B．在OM左侧区域Ⅰ
C．在OM和ON之间区域Ⅱ D．在ON右侧区域Ⅲ
10．（2023高二上·常州月考）如图所示为马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为的圆轨道，表演者骑摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为，以的速度通过轨道最高点，则此时轨道对车的作用力为（ ）
A．、方向竖直向下 B．、方向竖直向上
C．、方向竖直向下 D．、方向竖直向上
11．（2023高一下·莲湖期中） 有一根长度为的轻杆，端拴有一质量为的小球视为质点，小球以点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示。若小球通过最高点时的速度大小为，重力加速度大小为，则此时轻杆的弹力大小为（ ）
A． B． C． D．
12．（2023高一下·上海期中）半径为R、内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，小球以 （g为重力加速度）的速度经过圆轨道最低点后到达轨道上与圆心等高处时速度为v，加速度为a，则（ ）
A．v = 0，a = 0 B．v ≠ 0，a = 0
C．v = 0，a ≠ 0 D．v ≠ 0，a ≠ 0
13．（2022·韶关模拟）应用物理知识可以分析和解释生活中的很多常见现象。假设你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（ ）
A．在c点苹果受到的支持力小于在a点时的支持力
B．从a到b过程中手掌对苹果的摩擦力越来越小
C．从c到d再到a过程中，苹果所受的合外力越来越大
D．从d到a过程中，苹果处于失重状态
二、多项选择题
14．（2020高一下·大同月考）如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度 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 ，A和B、C离转台中心的距离分别为 、 ，设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．B对A的摩擦力一定为
B．B对A的摩擦力一定为
C．转台的角速度一定满足：
D．转台的角速度一定满足：
15．（2019高三上·晋江月考）质量为m的小球用不可伸长的细线a、b分别系在轻质细杆的A、B两点，如图所示，细线a与水平方向的夹角为θ，细线b在水平方向上且长为L，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是：（ ）
A．细线a一定受到小球的拉力
B．细线b一定受到小球的拉力
C．只有当角速度ω> 时，细线b才受到拉力
D．细线a中的拉力随角速度的增大而增大
16．（2024高三上·齐齐哈尔期末）地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示的曲杆道闸．道闸总长3m，由相同长度的转动杆AB与横杆BC组成．B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平，转动杆AB绕A点匀速转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．B点的加速度不变
B．B点的线速度大小不变
C．BC杆上各点的线速度均相等
D．C点做匀速圆周运动，圆心为A点
17．（2020高三上·六安月考）图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数FN表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B处时，下列表述正确的有（ ）
A．FN小于滑块重力 B．FN大于滑块重力
C．FN越大表明h越大 D．FN越大表明h越小
18．（2020高一下·新都期末）如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下但大小小于重力
B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上但大小大于重力
C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上且大于重力
D．小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力
19．（2021高三上·广州月考）如图是洗衣机的脱水桶，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴转动速度慢慢变快，高速转动时衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动，则 （ ）
A．脱水桶转动速度较慢时，衣服上的水会做近心运动
B．脱水桶转动速度较快时，衣服上的水会做离心运动
C．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由衣服所受摩擦力提供
D．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由桶壁对衣服的弹力提供
20．（2021高一下·广州月考）以下措施或者行为是为了防止离心运动的是（ ）
A．游乐场所中空中转椅的安全卡扣
B．转动雨伞甩掉伞上的水
C．运动员将链球甩出去
D．弯道公路的限速标志
21．（2019高一下·沭阳期中）下列现象中，能用离心现象解释的是
A．拍掉衣服表面的灰尘
B．洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干
C．用手把温度计中的水银柱甩回玻璃泡内
D．匀速直线运动的公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒
22．（2018高一下·深圳期中）洗衣机的脱水筒采用电机带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是（ ）
A．在人看来水会从桶中甩出是因为水滴受到离心力很大的缘故
B．脱水过程中，大部分衣物紧贴筒壁的
C．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好
三、非选择题
23．（2022高一下·兖州期中）如图所示，质量的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为的物体相连，m悬于空中与M都处于静止状态。假定M与轴O的距离r=0.5m，与平台的最大静摩擦力为其重力的0.3倍，试问：
（1）M受到的静摩擦力最小时，平台转动的角速度ω0为多大；
（2）要保持M与平台相对静止，平台转动的角速度不得超过多大。
24．（2023高一下·桂林期末） 质量为的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的动摩擦因数，汽车以的速度经过半径为的弯路时，已知当地重力加速度取，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：
（1）汽车转弯时所需要向心力的大小；
（2）为了行车安全，此弯道所允许的最大转弯速度的犬小结果可保留根式。
25．（2023高一下·德州期中）游戏是家长和孩子之间进行有效交流的方式之一，通过游戏的形式，能增进家长和孩子间的情感交流，同时家长在游戏中的机智表现又能促使孩子的心智和情感得到进一步的发展。如图甲家长抓住孩子的双手，使孩子离开地面做圆周运动，可以简化为长为的细线，拴一质量为的小球，一端固定于点，让小球在水平面内做匀速圆周运动的模型，如图乙所示。已知重力加速度为，当细线与竖直方向的夹角为时。求：
（1）小球做圆周运动的半径及细线产生的拉力的大小；
（2）当小球的角速度变化时，推导角速度随变化的关系式。
26．（2023高一下·芜湖期末）有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是 N。（取g=10m/s2）
27．（2023高一上·唐山期末）如图甲所示，有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为r＝40m的拱桥。g取，求：
（1）汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是多大；
（2）如果把地球看作一个巨大的拱形桥如图乙所示，桥面的半径就是地球的半径R，汽车要在地面上腾空，速度最小值（地球半径R＝6400km）。
28．（2022高一下·玉林期中）如图所示，一长为的轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量的小球。轻杆随转轴O在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动、角速度ω=2rad/s，重力加速度。则小球运动到：
（1）最高点A时，求小球加速度a的大小；
（2）最低点C与最高点A时，求杆对小球的作用力、的大小之差。
29．（2022高一下·合肥期中）如图所示，一辆总质量为m=1600kg的汽车正以速度v=36km/h的速度通过一半径为R=40m的圆弧形拱桥顶部，g取10m/s2。则此时汽车对拱桥的压力为多大？
30．（2022高一下·宣城期中）如图所示，一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动．已知当小球运动到最高点时，轻杆对小球作用力大小为，取重力加速度，求：
（1）小球运动的角速度；
（2）小球运动到水平位置A时，杆对球的作用力的大小。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】汽车速度为2v时，重力恰好充当向心力，则有
当速度变为v时，此时向心力减小，桥面有向上的支持力，则有
联立解得
根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力为0.75mg，故C正确，ABD错误。
故答案为：C。
【分析】确定汽车在最高点时向心力的来源，再根据不同情况下分别运用牛顿第二定律和牛顿第三定律进行解答。
2．【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、 汽车通过凹形桥的最低点时， 由重力和支持力的合力提供向心力
，
速度越大， FN越大，即桥面受到的的压力就越大，轮胎的形变就越大，车就越容易爆胎，A错误；
B、 乙中在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，火车在转弯时，转弯速度一定，则由重力和支持力的合力提供向心力， 减轻轮缘与外轨的挤压 。B错误；
C、 丙中洗衣机脱水桶的脱水原理 ，通过提高转速，则衣服做圆周运动需要的向心力增大，当筒壁对衣服的支持力不足以提供衣服做圆周运动所需要的向心力时，则衣服由于被脱水桶所限制，但衣服上的水则做离心运动，从而达到脱水的目的，C错误；
D、杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，将水和水桶看成一体
当T=0时，“水流星”通过最高点有最小速度，最小速度为，D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查生活中的圆周运动，甲、丁图是竖直平面内的圆周运动，要求学生能够通过找出最高点、最低点向心力的来源，从而进行正确的判断，乙图、丙图是水平面内的圆周运动，对于乙图，要求学生能够通过比较火车转弯速度与，从而能判断火车转弯时，轮缘与内、外轨间的挤压。对于图丙，要求学生能够掌握物体做离心运动的条件进行正确的判断。
3．【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；生活中的圆周运动
【解析】【解答】同轴转动：，又，根据知，故A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A
【分析】
同轴转动角速度相等，再根据判断线速度大小关系。
4．【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】设此时每根绳子平均承受的拉力最接近于F，则在最低点，由牛顿第二定律得：，解得：，故ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B
【分析】秋千做圆周运动，在最低点由牛顿第二定律列方程求解。
5．【答案】A
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A. 汽车突然加速时，人向后倾倒 ，这是惯性现象，故A符合题意；
B. 运动员将链球旋转起来后掷出 ，这是离心现象，故B不符合题意；
C. 下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴被甩出 ，这时离心现象，故C不符合题意；
D. 汽车转弯速度过大时，放在座位上的物品被甩出座位 ，这是离心现象，故D不符合题意。
故答案为：A
【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动。
6．【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】 旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴 ， 拖把桶通过旋转使拖把脱水和洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水 ，都是利用的离心运动；在修建铁路时，列车转弯处铁轨的外轨比内规高些，目的是由重力的分力提供一部分向心力，弥补向心力不足，防止车速过大，火车产生离心运动而发生侧翻，属于防止离心现象带来的危害。
故单位：B
【分析】物体做圆周运动时需要外界提供向心力，当外界所提供的向心力消失或不够时，物体将做离心运动。
7．【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．转动雨伞，让雨水做离心运动，可以去除上面的一些水，这是利用离心运动，A不符合题意；
B．汽车转弯时要减速，防止速度过大，地面摩擦力不足以提供向心力而打滑造成危险，属于防止离心运动，B符合题意；
C．链球运动员通过快速旋转将链球甩出，这是利用离心运动，C不符合题意；
D．用洗衣机脱水，将衣物中的水分甩出，这是利用离心运动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽车转弯时要减速，防止速度过大，地面摩擦力不足以提供向心力而打滑造成危险。属于防止离心运动。
8．【答案】D
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．篮球被投出后做斜上抛运动，是利用惯性，与离心运动无关。A不符合题意；
B．扣杀排球是利用力是改变物体运动状态的原因，力越大物体运动的状态改变越快，与离心运动无关。B不符合题意；
C．箭射出后做斜上抛运动或平抛运动，是利用惯性，与离心运动无关。C不符合题意；
D．投掷链球的过程中，先让链球做圆周运动，增大链球的速度，然后在合适的位置将链球抛出，在抛出点松手的瞬间，链球做圆周运动的拉力消失，将从抛出点做离心运动。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】篮球做斜抛运动是由于惯性与离心运动无关；扣杀排球是利用力改变物体的速度方向，与离心运动无关；射箭是利用惯性，与离心运动无关。
9．【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合外力不足以提供所需的向心力，而受的合外力仍然指向圆心，若运动员水平方向不受任何外力时沿方向做离心运动，实际上运动员还要受摩擦力作用，所以滑动的方向在在和之间区域Ⅱ，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合外力不足以提供所需的向心力，运动员将做离心运动。
10．【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】根据牛顿第二定律结合向心力公式可得
解得
F=mg
方向竖直向下，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据牛顿第二定律结合向心力公式求解轨道对车的作用力。
11．【答案】D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】取向下为正方向，在最高点对小球受力分析且由牛顿第二定律可得，则，负号表示此时小球受到杆的弹力方向竖直向上。
故选D。
【分析】在最高点对小球受力分析且由牛顿第二定律列方程求解即可。
12．【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】对小球从底部到与圆心等高点，根据动能定理得：，解得：，根据知，，此时小球只受重力作用，，故C符合题意，ABD均不符合题意。
故答案为：C
【分析】对小球根据动能定理求出小球从底部到与圆心等高点的速度，对小球在与圆心等高点处，根据受力情况确定加速度的大小。
13．【答案】A
【知识点】超重与失重；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．在a、c点，重力与支持力的合力提供向心力：在c点苹果的向心力向下，重力大于支持力，在a点时苹果的向心力向上，支持力大于重力，故在c点苹果受到的支持力小于在a点时的支持力，A符合题意；
B．从a到b过程中，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度逐渐变大，根据牛顿第二定律可知，摩擦力越来越大，B不符合题意；
C．从c到d再到a过程中，苹果的速度大小保持不变，加速度大小不变，苹果所受的合外力大小不变，C不符合题意；
D．从d到a过程中，苹果的加速度在竖直方向上的分加速度一直竖直向上，苹果一直处于超重状态，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A.在苹果做圆周运动的过程中，苹果受到的重力和手对其的支持力的合力提供向心力就可以判断答案；
B.因为苹果在做匀速圆周运动，苹果做匀速圆周运动过程中其加速度大小不变，但其在水平方向相信加速度变化规律就可以得出答案；
C.匀速圆周运动的合理大小不变，方向随时在改变；
D.苹果的加速度在竖直方向上的分加速度一直竖直向上，苹果一直处于超重状态。
14．【答案】B,D
【知识点】临界类问题；匀速圆周运动
【解析】【解答】AB．对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，由静摩擦力提供向心力，有
A不符合题意，B符合题意；
CD．根据牛顿第二定律得
对A有
对AB整体，有
对物体C，有
为使A、B、C相对转台不发生滑动得
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】A、B、C两个物体做圆周运动，具有相同的角速度，静摩擦力提供向心力，结合各自的轨道半径比较线速度、周期即可。
15．【答案】A,C
【知识点】临界类问题；牛顿第二定律；匀速圆周运动
【解析】【解答】A.小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可以知道a绳的张力不可能为零，A符合题意；
BC. 当b绳拉力为零时，有： ，
计算得出 ，
可以知道当角速度 时，b绳出现弹力。B不符合题意，C符合题意；
D.根据竖直方向上平衡得， ，
计算得出 ，
可以知道a绳的拉力不随角速度的变化而变化。D不符合题意；
故答案为：AC
【分析】对小球进行受力分析，重力和绳子拉力提供向心力，结合物体的角速度和轨道半径，利用向心力公式分析求解即可。
16．【答案】B,C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB．转动杆AB绕A点匀速转动过程中，即B点做匀速圆周运动，线速度和加速度大小不变，但方向时刻改变，故A错误，B正确；
C．横杆BC始终保持水平，BC杆上各点相对静止，相等时间运动的弧长相等，所以BC杆上各点的线速度均相等，故C正确；
D．由于AB始终水平，所以C点的轨迹也是一个圆，如图
根据题意可知B绕着A点做匀速圆周运动，C点不是以A为圆心做圆周运动，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】速圆周运动，线速度和加速度大小不变，但方向时刻改变。AB始终水平，C点的轨迹也是一个圆。
17．【答案】B,C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】设滑块在B点的速度大小为v，选B处所在平面为零势能面，从开始下滑到B处，由机械能守恒定律得mgh＝ mv2，在B处由牛顿第二定律得FN′－mg＝ ，可得： ，又根据牛顿第三定律FN＝FN′，BC符合题意，AD不符合题意．
故答案为：BC
【分析】利用动能定理求解物体到达最低点的速度，对处在最低点的物体进行受力分析，结合此时物体的速度，利用向心力公式求解物体对轨道的压力表达式，分析表达式求解即可。
18．【答案】C,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB．小球通过管道最低点时，具有向上的向心加速度，根据牛顿第二定律得知，合力向上，则管道对小球的支持力向上，由牛顿第二定律有
可知管道对小球的支持力大小大于重力，由牛顿第三定律得到，小球对管道的压力向下，大小大于重力，AB不符合题意；
CD．当 时，根据牛顿第二定律得
说明管道对小球无压力，当 ，则有
则
则N随速度的增大而增大，所以小球对管道的压力可能向上且大于重力，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】环形轨道仅可以提供支持力，不能提供向下的拉力，对处在不同位置的小球进行受力分析，根据速度结合向心力公式求解小球对圆轨道的作用力。
19．【答案】B,D
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．脱水桶转动速度较慢时，衣服上的水会随衣服做圆周运动，A不符合题意；
B．脱水桶转动速度较快时，衣服上的水的附着力不能提供做圆周运动的向心力时会做离心运动，B符合题意；
CD．衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣服的弹力提供，竖直方向摩擦力与重力平衡，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】AB.当脱水桶转动较慢时，的水会因衣服对水的附着力足以提高做匀速圆周运动的向心力而随着衣服一起做匀速圆周运动，但是随着转速越来越快，衣服对水的附着力不足以提供水做匀速圆周运动的向心力，水会由于惯性而做离心运动。
CD.衣服紧贴侧壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣服的弹力提供，竖直方向摩擦力与重力平衡。
20．【答案】A,D
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．游乐场所中空中转椅的安全卡扣是为了防止由于离心运动游客被甩出，A符合题意；
B．转动雨伞甩掉伞上的水是利用离心运动而不是防止，B不符合题意；
C．运动员将链球甩出去是利用离心运动而不是防止，C不符合题意；
D．弯道公路的限速标志是为了提醒驾驶员防止由于车速过快造成离心运动而发生车祸，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】 做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动叫"离心运动"；根据定义分清利用或防止离心运动即可.
21．【答案】B,C
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】拍掉衣服表面的灰尘利用的是惯性，A不符合题意；洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干，利用的是离心现象，B符合题意；用手把温度计中的水银柱甩回玻璃泡内，利用的是离心作用，C符合题意；匀速直线运动的公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒是惯性现象，D不符合题意；
故答案为：BC.
【分析】拍掉衣服上的灰尘所以利用物体的惯性；刹车乘客前倾也是因为物体本身的惯性。
22．【答案】B,C,D
【知识点】牛顿第二定律；离心运动和向心运动
【解析】【解答】水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉。A不符合题意。脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁。B符合题意。F=ma=mω2R，ω增大会使向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去。C符合题意。中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差。D符合题意。
故答案为：BCD.
【分析】洗衣机脱水是典型的离心现象，分析其向心力来源应是衣物的附着力。另外本题C涉及同轴运动问题.
23．【答案】（1）解：静摩擦力最小为零，对M
对m
联立得
（2）解：转盘角速度最大时，M所受最大静摩擦力指向O，对M
对m
联立得
【知识点】受力分析的应用；临界类问题；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）当静摩擦力为零时，对M和m进行受力分析，根据牛顿第二定律得出平台转动的角速度；
（2） 转盘角速度最大时 ，对M和m进行受力分析，从而得出平台转动的角速度 的最大值。
24．【答案】（1）解： 汽车转弯时所需向心力
（2）解：当汽车与地面摩擦达到最大静摩擦力时，转弯速度达到最大
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】汽车转弯时，地面对汽车静摩擦力提供向心力，当摩擦力为最大静摩擦时，此时速度为汽车最大转弯速度。
25．【答案】（1）解：由图可知，对小球进行受力分析，可得，
（2）解：对小球由牛顿第二定律得
解得
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，由几何关系和平衡条件求小球做圆周运动的半径及细线产生的拉力的大小；
（2）对小球由牛顿第二定律求角速度随变化的关系式。
26．【答案】7600
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】在桥顶，对车分析：， 已知代入求得桥对车的支持力，由牛顿第三定律得出，汽车对桥的压力为7600N。
【分析】本题考查竖直平面内的圆周运动，解决问题关键：汽车到达桥顶时，对车进行受力分析，分析向心力的来源，由指向圆心的合力来提供向心力，进而求解桥对车的支持力，由牛顿第三定律求解汽车在桥顶时对桥的压力。
27．【答案】（1）解：汽车到达桥顶的速度为10m/s时，据牛顿第二定律可得
待入数据解得
据牛顿第三定律可知，此时对桥的压力大小为 。
（2）解：汽车要在地面上腾空，需满足
待入数据解得
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）已知汽车到达桥顶时速度的大小，利用牛顿第二定律可以求出汽车对桥的压力的大小；
（2）汽车在地面上腾空，利用牛顿第二定律可以求出汽车的最小速度。
28．【答案】（1）解：依题意，可得最高点A时，小球加速度a的大小为a=ω2l=4m/s2
（2）解：最高点A时，根据牛顿第二定律有mg-FA=ma
代入数据求得FA=6N
最低点C时，根据牛顿第二定律有FC-mg=ma
求得FC=14N
故杆对小球的作用力、的大小之差为ΔF=FC-FA=8N
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）已知小球角速度的大小，结合半径的大小可以求出加速度的大小；
（2）当小球经过最高点和最低点时，利用牛顿第二定律可以求出杆对小球作用力的大小之差。
29．【答案】解：汽车以速度为36 km/h经拱桥顶部时，由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知，汽车对拱桥的压力大小为
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】汽车过拱形桥的最高点，利用牛顿第二定律可以求出汽车对桥的压力大小。
30．【答案】（1）解：小球到最高点时，轻杆对小球作用力大小为1N，等于小球重力大小，显然不可能是向上的支持力，只能是向下的拉力。根据牛顿第二定律有
代入数据得
（2）解：小球运动到水平位置A时，对小球受力分析，杆的水平分力提供向心力，竖直分力平衡重力，根据几何关系得
代入数据得
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）轻杆做匀速圆周运动，利用最高点杆对小球的作用力大小结合牛顿第二定律可以求出角速度的大小；
（2）当小球运动到水平位置A时，利用牛顿第二定律结合力的合成可以求出杆对小球作用力的大小。
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