專(zhuān)題06 圓周運(yùn)動(dòng)（知識(shí)梳理 5大考點(diǎn)精講精練實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練）-2025年高中物理學(xué)業(yè)水平合格性考試總復(fù)習(xí)（江蘇專(zhuān)用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

目錄
第一部分明晰學(xué)考要求·精準(zhǔn)復(fù)習(xí)
第二部分基礎(chǔ)知識(shí)梳理·全面提升
第三部分考點(diǎn)精講精練·對(duì)點(diǎn)突破
考點(diǎn)一：圓周運(yùn)動(dòng)
考點(diǎn)二：向心力
考點(diǎn)三：向心加速度
考點(diǎn)四：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)
考點(diǎn)五：力的合成
考點(diǎn)六：實(shí)驗(yàn)—探究向心力大小表達(dá)式
第四部分實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練·滿(mǎn)分必刷
1、了解圓周運(yùn)動(dòng)；
2、了解向心力；
3、了解向心加速度；
4、了解生活中的圓周運(yùn)動(dòng)；
5、了解實(shí)驗(yàn)儀器、數(shù)據(jù)處理、注意事項(xiàng)。
知識(shí)點(diǎn)一、圓周運(yùn)動(dòng)
一、描述圓周運(yùn)動(dòng)物理量
1．瞬時(shí)速度
（1）意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)的快慢，線(xiàn)速度越大，質(zhì)點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)越快。
（2）定義：線(xiàn)速度的大小等于質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)s與所用時(shí)間t的比值。
（3）計(jì)算式：單位：m/s。
（4）矢量：方向在圓周各點(diǎn)的切線(xiàn)方向上。
（5）方向：物體在某一時(shí)刻或某一位置的線(xiàn)速度方向就是圓弧上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向。
2．角速度ω
（1）定義：連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑（動(dòng)半徑）轉(zhuǎn)過(guò)的角度Δθ跟所用時(shí)間Δt的比值，叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。
（2）單位：rad/s（弧度每秒）。
（3）計(jì)算式：。
（4）意義：描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)圓心角的快慢。
3．周期T、頻率f、轉(zhuǎn)速n
（1）周期
①定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期。
②標(biāo)量：只有大小。
③計(jì)算式：?jiǎn)挝?：s（秒）
④意義：定量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢。周期長(zhǎng)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得慢，周期短說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得快。
（2）頻率
①定義：周期的倒數(shù)（每秒內(nèi)完成周期性運(yùn)動(dòng)的次數(shù)）叫頻率。
②標(biāo)量：只有大小。單位：Hz（赫）
③意義：定量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，頻率高說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得快，頻率低說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得慢。
（3）轉(zhuǎn)速
①定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。
②單位：在國(guó)際單位制中為r/s（轉(zhuǎn)每秒）；常用單位為r/min（轉(zhuǎn)每分）。1 r/s=60 r/min。
③標(biāo)量：只有大小。
④意義：實(shí)際中定量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，轉(zhuǎn)速高說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得快，轉(zhuǎn)速低說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得慢。
4．各個(gè)物理量間的關(guān)系
（1）v、T的關(guān)系：v＝；
（2）ω、T的關(guān)系：ω＝eq \f(2π,ω)；
（3）v、ω的關(guān)系：v＝rω。
①由v=ω·r知，r一定時(shí)，v∝ω；ω一定時(shí)，v∝r。v與ω、r間的關(guān)系如圖甲、乙所示。
②由ω=知，v一定時(shí)，ω∝，ω與r間的關(guān)系如圖丙、丁所示。
（4）ω、n的關(guān)系：ω＝2πn。
5．常見(jiàn)傳動(dòng)裝置及其特點(diǎn)
（1）同軸傳動(dòng)：角速度、周期相同；
（2）皮帶、齒輪傳動(dòng)：線(xiàn)速度大小相同。
二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1．定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，若在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)相等，就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2．特點(diǎn)：在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，線(xiàn)速度的大?。ㄋ俾剩┎蛔儭⒎较驎r(shí)刻改變，不是恒矢量，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。向心加速度大小不變、方向始終指向圓心，時(shí)刻改變，是變加速（非勻變速）曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（加速度是變化的）。角速度、周期、轉(zhuǎn)速都恒定不變。向心力大小恒不變，但方向時(shí)刻改變。勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”是“勻速率”的意思。
3．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：當(dāng)物體所受的合外力（大小恒定）、方向始終與速度方向垂直且指向圓心（是變力）時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)向心力由物體所受合外力提供。當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力就是向心力。
4．性質(zhì)：（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”不同于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的“勻速”，這里的“勻速”是“勻速率”的意思，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，且是變加速運(yùn)動(dòng)。
（2）“變”與“不變”：描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的四個(gè)物理量中，角速度、周期和轉(zhuǎn)速恒定不變，線(xiàn)速度是變化的。
知識(shí)點(diǎn)二、向心力
1．定義：向心力是物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的指向圓心的力。
2．作用效果：（1）產(chǎn)生向心加速度；
（2）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(xiàn)速度的大小，只改變速度的方向。
3．向心力的來(lái)源
（1）向心力是按力的作用效果命名的，不是某種性質(zhì)的力，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì)，都是向心力。它既可能是重力、彈力、摩擦力，也可能是電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力或其他性質(zhì)的力。也可以是它們的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力。
（2）當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力就是向心力；當(dāng)物體做變加速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力指向圓心的分力就是向心力。
4．方向：（1）方向時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)（v）方向垂直，始終沿半徑方向指向圓心，時(shí)刻在改變，即向心力是一個(gè)變力。
（2）向心力的特點(diǎn)：①總是與線(xiàn)速度的方向垂直，始終沿半徑指向圓心，時(shí)刻在變化。
②在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力大小不變，向心力是變力，是一個(gè)按效果命名的力。
5．大?。篎＝meq \f(v2,r)＝mω2r＝meq \f(4π2,T2)r＝mωv＝4π2mf2r。
知識(shí)點(diǎn)三、向心加速度
1．定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱(chēng)為向心加速度。
2．大?。海?）基本式an＝eq \f(v2,r)或an＝rω2。
（2）拓展式：①an＝eq \f(4π2r,T2)；②an＝ωv。
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)（速度）方向垂直，方向時(shí)刻改變，不論加速度an的大小是否變化，an的方向總是時(shí)刻改變的，所以圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)。
4．物理意義：描述圓周運(yùn)動(dòng)速度方向改變快慢的物理量。只表示線(xiàn)速度的方向變化的快慢，不表示其大小變化的快慢。
5．加速度與半徑的關(guān)系：加速度與半徑的關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有關(guān)。
在表達(dá)式an＝eq \f(v2,r)＝ω2r中，an與兩個(gè)量（ω或v、r）有關(guān)，在討論時(shí)要注意用控制變量法分析：若角速度ω或周期T、轉(zhuǎn)速n一定，a∝r；若線(xiàn)速度v大小相同，a∝eq \f(1,r)。
an與r的關(guān)系可用圖甲、乙表示。
6．向心加速度公式的應(yīng)用技巧—向心加速度的每一個(gè)公式都涉及三個(gè)物理量的變化關(guān)系，必須在某一物理量不變時(shí)分析另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系。在比較轉(zhuǎn)動(dòng)物體上做圓周運(yùn)動(dòng)的各點(diǎn)的向心加速度的大小時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：
（1）先確定各點(diǎn)是線(xiàn)速度大小相等，還是角速度相同。
（2）在線(xiàn)速度大小相等時(shí)，向心加速度與半徑成反比，在角速度相同時(shí)，向心加速度與半徑成正比。
知識(shí)點(diǎn)四、生活中的圓周運(yùn)動(dòng)
1．鐵路彎道
（1）火車(chē)在彎道上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：火車(chē)在彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)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）火車(chē)車(chē)輪的特點(diǎn)：火車(chē)的車(chē)輪有凸出的輪緣，火車(chē)在鐵軌上運(yùn)行時(shí)，車(chē)輪與鐵軌有水平與豎直兩個(gè)接觸面，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要是避免火車(chē)運(yùn)行時(shí)脫軌，如圖所示。
（3）火車(chē)在彎道上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：彎道處外軌高于內(nèi)軌，火車(chē)在行駛過(guò)程中，重心高度不變，即火車(chē)的重心軌跡在同一水平面內(nèi)，即火車(chē)在彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)際上是在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，火車(chē)的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心。
（4）火車(chē)轉(zhuǎn)彎的向心力來(lái)源及轉(zhuǎn)彎速度：火車(chē)速度合適時(shí)，火車(chē)只受重力和支持力作用，火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力完全由支持力和重力的合力來(lái)提供。如圖所示。

①如果轉(zhuǎn)彎處內(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(chē)輪極易受損。
②向心力來(lái)源：實(shí)際上，鐵路的轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的內(nèi)側(cè)，鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力與火車(chē)所受重力的合力指向軌道的圓心，它提供了火車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
2．拱形橋
（1）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：汽車(chē)過(guò)拱形橋時(shí)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，需要向心力。
（2）向心力來(lái)源：汽車(chē)過(guò)拱形橋運(yùn)動(dòng)至最高（低）點(diǎn)時(shí)，重力和支持力的合力提供汽車(chē)需要的向心力。
（3）動(dòng)力學(xué)關(guān)系
①凸形橋：汽車(chē)過(guò)凸形拱橋的最高點(diǎn)時(shí)，加速度向下，合力向下，汽車(chē)受到的重力與橋?qū)ζ?chē)支持力的合力F＝mg－FN提供向心力向下。
所以汽車(chē)在最高點(diǎn)滿(mǎn)足關(guān)系：mg－FN＝meq \f(v2,R)，即FN＝mg－meq \f(v2,R)。
汽車(chē)對(duì)橋的壓力F′N(xiāo)小于汽車(chē)的重量G，汽車(chē)處于失重狀態(tài)。
②凹形橋：汽車(chē)過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，加速度向上，合力向上，仍然是橋?qū)ζ?chē)的支持力和重力的合力F＝FN－mg提供向心力向上，如下列表中所示。
汽車(chē)在最低點(diǎn)滿(mǎn)足關(guān)系：FN－mg＝eq \f(mv2,R)，即FN＝mg＋eq \f(mv2,R)，
汽車(chē)對(duì)橋的壓力F′N(xiāo)大于汽車(chē)的重量G，汽車(chē)處于超重狀態(tài)。。
此時(shí)，汽車(chē)對(duì)橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實(shí)際中拱形橋多于凹形橋。
3．航天器中的失重現(xiàn)象
（1）對(duì)于航天器：質(zhì)量為M的航天器在近地軌道運(yùn)行時(shí)，航天器的重力提供向心力，滿(mǎn)足關(guān)系：Mg＝Meq \f(v2,R)，則航天器的速度v＝eq \r(gR)。
（2）對(duì)于航天員：質(zhì)量為m的航天員，受到的地球引力與座艙對(duì)他的支持力的合力為他提供向心力，滿(mǎn)足關(guān)系：mg－FN＝eq \f(mv2,R)。
（3）支持力分析：FN＝G+eq \f(mv2,R)。
（4）討論：當(dāng)v＝eq \r(rg)時(shí)，座艙對(duì)宇航員的支持力FN＝0，宇航員處于完全失重狀態(tài)（航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài)），但并不是物體不受重力。正因?yàn)槭艿街亓ψ饔貌攀购教炱鬟B同其中的宇航員環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。
4．離心現(xiàn)象
（1）定義：物體沿切線(xiàn)飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。
（2）原因：向心力突然消失或合外力不足以提供所需的向心力。
（3）離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)。做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，總是有沿著圓周切線(xiàn)飛出去的趨勢(shì)，之所以沒(méi)有飛出去，是因?yàn)槭艿较蛐牧ψ饔玫木壒省?br>（4）物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，一旦提供向心力的外力突然消失，或者外力不能提供足夠的向心力時(shí)，物體做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)。
（5）離心運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)：物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是物體受到離心力作用，而是由于外力不能提供足夠的向心力。所謂“離心力”也是由效果命名的，實(shí)際并不存在。
（6）合外力與向心力的關(guān)系（如圖）——離心運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)的判斷
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(mǎn)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F合FB合
D．它們受到的摩擦力FfA>FfB
【答案】C
【解析】A、B同軸運(yùn)動(dòng)，兩者角速度相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)v＝ωr可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由F合＝mrω2可知，選項(xiàng)C正確；在豎直方向，它們所受的靜摩擦力等于重力，由于二者質(zhì)量相等，重力相等，所以它們受到的靜摩擦力相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】?jī)晌矬w都在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．它們的線(xiàn)速度大小相等時(shí)，半徑小的向心加速度大
B．它們的周期相等時(shí)，半徑小的向心加速度大
C．它們的角速度相等時(shí)，半徑小的向心加速度大
D．它們的轉(zhuǎn)速相等時(shí)，半徑小的向心加速度大
【答案】A
【解析】根據(jù)a＝eq \f(v2,r)可知線(xiàn)速度大小相等時(shí)，半徑小的向心加速度大，A正確；根據(jù)a＝eq \f(4π2,T2)r可知周期相等時(shí)，半徑大的向心加速度大，B錯(cuò)誤；根據(jù)a＝ω2r可知角速度相等時(shí)，半徑小的向心加速度小，C錯(cuò)誤；根據(jù)a＝4π2n2r可知轉(zhuǎn)速相等時(shí)，半徑小的向心加速度小，D錯(cuò)誤。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】質(zhì)量為m的飛機(jī)以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，重力加速度為g，則空氣對(duì)飛機(jī)的作用力大小為（）
A.eq \f(mv2,R) B．meq \r(g2＋?\f(v2,R)?2)
C．mg D.eq \r(?\f(v2,R)?2－g2)
【答案】B
【解析】飛機(jī)受到豎直向下的重力和空氣給的作用力，兩力之和提供向心力，如圖所示，故有F＝eq \r(?mg?2＋?m\f(v2,R)?2)＝meq \r(g2＋?\f(v2,R)?2)，故選B。
考點(diǎn)四、生活中圓周運(yùn)動(dòng)
【典型例題1】如圖所示，一汽艇轉(zhuǎn)彎時(shí)儀表盤(pán)上顯示速度為36 km/h。已知水面能對(duì)汽艇提供的徑向阻力最大為重力的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2，若要使汽艇安全轉(zhuǎn)彎，則最小轉(zhuǎn)彎半徑為（）
A．50 m B．100 m C．150 m D．200 m
【答案】A
【解析】汽艇轉(zhuǎn)彎時(shí)儀表盤(pán)上顯示速度為36 km/h，即10 m/s，徑向阻力最大為重力的0.2倍，則Ff＝0.2mg，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)公式，徑向阻力提供向心力，即Ff＝eq \f(mv2,R)，代入數(shù)據(jù)解得安全轉(zhuǎn)彎的最小半徑為R＝eq \f(v2,0.2g)＝eq \f(100,2) m＝50 m，故選A。
【典型例題2】在水平公路上行駛的汽車(chē)，當(dāng)汽車(chē)以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，車(chē)輪與路面間的最大靜摩擦力恰好等于汽車(chē)轉(zhuǎn)彎所需要的向心力，汽車(chē)沿如圖所示的圓形路徑（虛線(xiàn)）運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車(chē)行駛速度突然增大，則汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)路徑可能是（）
A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅲ D．Ⅳ
【答案】B
【解析】當(dāng)汽車(chē)行駛速度突然增大時(shí)，最大靜摩擦力不足以提供其需要的向心力，則汽車(chē)會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，即汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)路徑可能沿著軌跡Ⅱ，故選B。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】城市公路在通過(guò)小型水庫(kù)的泄洪閘的下游時(shí)，常常要修建凹形橋，也叫“過(guò)水路面”，如圖所示，汽車(chē)通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)（）
A．汽車(chē)所需的向心力由車(chē)受到的支持力和重力的合力提供
B．車(chē)內(nèi)乘員對(duì)座位向下的壓力小于自身的重力
C．橋?qū)?chē)的支持力小于汽車(chē)的重力
D．為了防止爆胎，車(chē)應(yīng)高速駛過(guò)
【答案】A
【解析】由題意得，汽車(chē)通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)所需要的向心力由車(chē)受到的支持力和重力的合力提供，即FN－mg＝eq \f(mv2,r)，即橋?qū)?chē)的支持力大于汽車(chē)的重力，即車(chē)處于超重狀態(tài)，則為了防止爆胎，車(chē)應(yīng)減速駛過(guò)，故A正確，C、D錯(cuò)誤；因?yàn)檐?chē)內(nèi)乘員也處于超重狀態(tài)，則座位對(duì)其支持力大于其重力，由牛頓第三定律得，車(chē)內(nèi)乘員對(duì)座位向下的壓力大于自身的重力，故B錯(cuò)誤。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】在“天宮二號(hào)”中工作的航天員可以自由懸浮在空中，處于失重狀態(tài)，下列分析正確的是（）
A．失重就是航天員不受力的作用
B．失重的原因是航天器離地球太近，從而擺脫了地球引力的束縛
C．失重是航天器獨(dú)有的現(xiàn)象，在地球上不可能存在失重現(xiàn)象
D．正是由于引力的存在，才使航天員有可能做環(huán)繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)
【答案】D
【解析】航天器和航天員在太空中受到的引力提供向心力，使航天器和航天員做環(huán)繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，D正確；失重時(shí)航天員仍然受到地球引力作用，故B錯(cuò)誤；失重是普遍現(xiàn)象，任何物體只要有方向向下的加速度，均處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤。
考點(diǎn)五、實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小的表達(dá)式
【典型例題1】探究向心力與角速度之間的關(guān)系時(shí)，若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1∶9，運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判斷與皮帶連接的變速塔輪對(duì)應(yīng)的半徑之比為_(kāi)_______。
A．1∶9 B．3∶1
C．1∶3 D．1∶1
【答案】B
【解析】根據(jù)向心力公式F＝mω2r可得兩小球的角速度之比為eq \f(ω1,ω2)＝eq \r(\f(F1,F2))＝eq \f(1,3)，根據(jù)線(xiàn)速度公式v＝ωR可得與皮帶連接的變速塔輪對(duì)應(yīng)的半徑之比為eq \f(R1,R2)＝eq \f(ω2,ω1)＝eq \f(3,1)，故選B。
【典型例題2】探究向心力與角速度之間的關(guān)系時(shí)，對(duì)質(zhì)量相同的兩個(gè)小球，操作正確的是（）
A．將兩小球分別放在擋板A與擋板B進(jìn)行操作
B．將兩小球分別放在擋板A與擋板C進(jìn)行操作
C．將兩小球分別放在擋板B與擋板C進(jìn)行操作
D．調(diào)整傳動(dòng)皮帶使兩個(gè)變速塔輪角速度相同
【答案】B
【解析】實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰疤骄肯蛐牧εc角速度之間的關(guān)系”，用控制變量法進(jìn)行探究，在保證小球質(zhì)量、圓周半徑一定（相同）的前提下，探究小球向心力大小與小球角速度大小之間的關(guān)系，題中已經(jīng)選用的兩個(gè)小球質(zhì)量相同，則再需保證圓周半徑相等，就可以開(kāi)始試驗(yàn)了，故兩小球應(yīng)分別放在擋板A與擋板C進(jìn)行操作（半徑相等），而兩個(gè)變速塔輪角速度相同，只是讓皮帶連接的兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣點(diǎn)的線(xiàn)速度相等，不是這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要保證的條件，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】如圖甲所示是“探究向心力大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)的照片，圖乙是傳動(dòng)部分示意圖，左側(cè)自上而下三輪的半徑分別為1.5r、2.4r、3r，右側(cè)自上而下三輪的半徑分別為1.5r、1.2r、r，現(xiàn)皮帶安裝在兩側(cè)第二個(gè)輪上，A、B是左側(cè)第二個(gè)輪邊緣上的兩點(diǎn)，C是右側(cè)最上面輪邊緣上的點(diǎn)（）
A．本實(shí)驗(yàn)采用了等效替代的科學(xué)方法
B．圖甲中兩球質(zhì)量相同，此時(shí)可探究“向心力大小與運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系”
C．圖乙中A、B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度相同
D．圖乙中A、C兩點(diǎn)向心加速度大小之比為2：5
【答案】D
【解析】本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法的科學(xué)方法，A錯(cuò)誤；圖甲中兩球質(zhì)量相同，不能探究“向心力大小與運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系”，需要保證兩小球的角速度一樣才行，B錯(cuò)誤；圖乙中A、B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等，方向不同，C錯(cuò)誤；因?yàn)槠О惭b在兩側(cè)第二個(gè)輪上，故安裝皮帶兩側(cè)輪子的線(xiàn)速度相等，而右側(cè)自上而下三輪的角速度相等，利用向心加速的公式可得，圖乙中A、C兩點(diǎn)向心加速度大小之比為2：5，D正確。故選D。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，科學(xué)家們運(yùn)用了許多物理研究方法，如控制變量法、極限法、等效替代法、理想模型法、微元法等。下列圖示的問(wèn)題研究中，關(guān)于科學(xué)方法敘述正確的是（）
A．研究物體沿曲面運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做的功——微元法
B．“探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)——等效替代法
C．卡文迪什利用扭稱(chēng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量引力常量——理想模型法
D．伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究——極限法
【答案】A
【解析】研究物體沿曲面運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做功采用的方法為微元法，故A正確；在探究“向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)中，用到的主要科學(xué)方法為控制變量法，故B錯(cuò)誤；卡文迪什利用扭稱(chēng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量引力常量主要采用了放大法，故C錯(cuò)誤；伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)加邏輯推理的方法即理想實(shí)驗(yàn)法，故D錯(cuò)誤。故選A。
1．摩托車(chē)正沿圓弧彎道以不變的速率行駛，則它（）
A．受到重力、支持力和向心力的作用
B．所受地面的作用力恰好與重力平衡
C．所受的合力可能不變
D．所受的合力始終變化
【答案】D
【解析】摩托車(chē)沿圓弧彎道以不變的速率行駛時(shí)，受到重力、支持力和摩擦力的作用，向心力是合力的效果，不是實(shí)際受力，故A錯(cuò)誤；地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，與重力不平衡，故B錯(cuò)誤；摩托車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力方向始終指向圓心，所以所受合力始終變化，故C錯(cuò)誤，D正確。
2．轉(zhuǎn)籃球是中學(xué)生喜愛(ài)的一項(xiàng)娛樂(lè)項(xiàng)目。如圖所示，某同學(xué)讓籃球在他的手指正上方勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．籃球上各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心均在球心處
B．籃球上離轉(zhuǎn)動(dòng)軸距離相等的各點(diǎn)速度相同
C．籃球上各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不相等
D．籃球上各點(diǎn)離轉(zhuǎn)軸越近，做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越小
【答案】D
【解析】只有籃球上運(yùn)動(dòng)半徑最大的點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心才在球心處，其他點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心都不在球心處，A錯(cuò)誤；籃球上離軸距離相同的各點(diǎn)速度大小相同，方向不同，B錯(cuò)誤；籃球上各點(diǎn)為同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，籃球上各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，C錯(cuò)誤；根據(jù)公式a＝ω2r，同軸運(yùn)動(dòng)，角速度一樣，半徑越小向心加速度越小，D正確。
3．“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過(guò)紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會(huì)交替出現(xiàn)。拉動(dòng)多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50 r/s，此時(shí)紐扣上距離中心1 cm處的點(diǎn)向心加速度大小約為（）
A．10 m/s2 B．100 m/s2
C．1 000 m/s2 D．10 000 m/s2
【答案】C
【解析】根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，此時(shí)ω＝2πn＝100π rad/s，
向心加速度a＝ω2r≈1 000 m/s2，故選C。
4．對(duì)于下列圖像的說(shuō)法正確的是（）
A．圖（a）中，大齒輪和小齒輪上各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線(xiàn)速度相同
B．圖（b）中，醫(yī)務(wù)人員用離心機(jī)分離血清，血漿和紅細(xì)胞均受到離心力的作用
C．圖（c）中，汽車(chē)在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車(chē)受到重力、向心力、彈力三個(gè)力作用
D．圖（d）中，砂輪不能轉(zhuǎn)速過(guò)高，以防止砂輪破裂而釀成事故
【答案】D
【解析】題圖（a）中，大齒輪和小齒輪上各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線(xiàn)速度大小相同，但是方向不一定相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；題圖（b）中，醫(yī)務(wù)人員用離心機(jī)分離血清，混合液不同部分做離心運(yùn)動(dòng)是由于外力不足以提供向心力造成的，不是受到離心力的作用，故B錯(cuò)誤；題圖（c）中，汽車(chē)在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車(chē)受到重力、摩擦力、彈力三個(gè)力作用，其中的摩擦力提供汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的向心力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題圖（d）中，砂輪上的各點(diǎn)之間的引力提供向心力，F(xiàn)＝mr4π2n2，砂輪轉(zhuǎn)速越高，n越大，需要的引力越大，則砂輪轉(zhuǎn)速過(guò)高，會(huì)破裂而釀成事故，故D正確。
5．如圖所示，花式摩托艇表演中，摩托艇以速度v在水平海面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑為r，摩托艇與人的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)。關(guān)于水對(duì)摩托艇的作用力，下列說(shuō)法正確的是（）
A．方向始終指向圓心
B．方向始終豎直向上
C．大小為eq \f(mv2,r)
D．大小為eq \r(?mg?2＋?\f(mv2,r)?2)
【答案】D
【解析】摩托艇受到重力和水的作用力，靠?jī)蓚€(gè)力的合力提供向心力，如圖所示，則水對(duì)摩托艇的作用力方向既不是指向圓心也不是豎直方向，摩托艇所受到的合力為F合＝meq \f(v2,r)，所以F＝eq \r(F合2＋?mg?2)＝eq \r(?\f(mv2,r)?2＋?mg?2)，故選D。
6．如圖所示，一個(gè)水平大圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)小孩坐在距圓心為r處的P點(diǎn)不動(dòng)，關(guān)于小孩的受力，以下說(shuō)法正確的是
A．小孩在P點(diǎn)不動(dòng)，因此不受摩擦力的作用
B．小孩隨圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其重力和支持力的合力充當(dāng)向心力
C．小孩隨圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓盤(pán)對(duì)他的摩擦力充當(dāng)向心力
D．若使圓盤(pán)以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，小孩在P點(diǎn)受到的摩擦力不變
【答案】C
【解析】由于小孩隨圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，一定需要向心力，該力一定指向圓心，而重力和支持力在豎直方向上，它們不能充當(dāng)向心力，因此小孩會(huì)受到靜摩擦力的作用，且充當(dāng)向心力，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；由于小孩隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不變，當(dāng)圓盤(pán)角速度變小，由F＝mω2r可知，所需向心力變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
7．如圖所示是我國(guó)自行研制的“直11”系列直升機(jī)，是一種小噸位直升機(jī)，可用于輕型武裝直升機(jī)或運(yùn)輸機(jī)，在直升機(jī)螺旋槳上有A、B、C三點(diǎn)，其中A、C在葉片的端點(diǎn)，而B(niǎo)在葉片的中點(diǎn)（葉片長(zhǎng)度相等）。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)
A．這三點(diǎn)的周期關(guān)系為T(mén)A＞TB＞TC B．這三點(diǎn)的角速度大小關(guān)系為ωA＞ωΒ＞ωC
C．這三點(diǎn)的線(xiàn)速度大小關(guān)系為vA＝vC＞vB D．這三點(diǎn)的向心加速度大小關(guān)系為aA＞aB＞aC
【答案】C
【解析】直升機(jī)螺旋槳上A、B、C三點(diǎn)為同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則這三點(diǎn)的周期及角速度大小均相同，因?yàn)锳、C在葉片的端點(diǎn)，而B(niǎo)在葉片的中點(diǎn)，則A、C兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同，大于B點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，根據(jù)v＝rω可知三點(diǎn)的線(xiàn)速度大小關(guān)系vA＝vC＞vB，根據(jù)a＝rω2可知三點(diǎn)的向心加速度大小aA＝aC＞aB，故選C。
8．洗衣機(jī)的脫水筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣物附在筒壁上，如圖所示，則此時(shí)
A．衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力的作用
B．衣物隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由摩擦力提供的
C．筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速增大而減小 D．筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速增大而增大
【答案】A
【解析】衣服隨脫水筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受重力、彈力和摩擦力三個(gè)力作用，其中彈力提供向心力，摩擦力始終和重力平衡，不隨轉(zhuǎn)速改變而改變。
9．一小球在半球形碗的光滑內(nèi)表面沿某一水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。關(guān)于小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，下列說(shuō)法正確的是
A．小球受到指向圓心O′的引力就是向心力
B．小球受到的支持力提供向心力
C．小球受到支持力的水平分力提供向心力
D．小球受到的重力提供向心力
【答案】C
【解析】小球在光滑碗內(nèi)受重力、支持力兩個(gè)力作用，支持力的分力提供向心力。
10．如圖所示，汽車(chē)以速度v通過(guò)一弧形的拱橋頂端，且汽車(chē)對(duì)橋面有壓力。關(guān)于汽車(chē)受力的說(shuō)法中正確的是
A．汽車(chē)受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用
B．汽車(chē)的向心力是它所受的重力與壓力的合力
C．汽車(chē)的向心力是它所受的重力與支持力的合力
D．汽車(chē)的向心力是它所受的重力、支持力與摩擦力的合力
【答案】C
【解析】變速圓周運(yùn)動(dòng)中沿半徑方向的合外力指向圓心提供向心力而不是合外力，故汽車(chē)所受重力和支持力的合力提供向心力。
11．如圖所示，洗衣機(jī)的脫水桶把濕衣服甩干利用了
A．自由落體運(yùn)動(dòng) B．離心運(yùn)動(dòng) C．平拋運(yùn)動(dòng) D．勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【解析】水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附著力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)而被甩掉，故利用了離心運(yùn)動(dòng)，故選B。
12．如圖，一同學(xué)表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長(zhǎng)均為10 m，該同學(xué)和秋千踏板的總質(zhì)量約為50 kg。繩的質(zhì)量忽略不計(jì)。當(dāng)該同學(xué)蕩到秋千支架的正下方時(shí)，速度大小為8 m/s，此時(shí)每根繩子平均承受的拉力約為
A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N
【答案】B
【解析】取該同學(xué)與踏板為研究對(duì)象，設(shè)每根繩子中的平均拉力為F，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，受力如圖所示．
由牛頓第二定律知：2F－mg＝eq \f(mv2,r)
代入數(shù)據(jù)得F＝405 N，
選項(xiàng)B正確。
13．如圖所示是一個(gè)玩具陀螺。a、b、c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線(xiàn)以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列表述正確的是
A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等 B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的角速度相等
C．a(chǎn)、b的角速度比c的角速度大 D．c的線(xiàn)速度比a、b的線(xiàn)速度大
【答案】B
【解析】a、b、c三點(diǎn)的角速度相同，而線(xiàn)速度不同，由v＝ωr得va＝vb>vc，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。
14．如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中，皮帶與輪之間不打滑，兩輪半徑分別為R和r，且R＝3r，A、B分別為兩輪邊緣上的點(diǎn)，則皮帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)于A(yíng)、B兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是
A．向心加速度大小之比aA∶aB＝1∶3 B．角速度之比ωA∶ωB＝3∶1
C．線(xiàn)速度大小之比vA∶vB＝1∶3 D．在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程之比為sA∶sB＝3∶1
【答案】A
【解析】由于兩輪為皮帶傳動(dòng)，A、B線(xiàn)速度大小相等，由an＝eq \f(v2,r)可知，an與r成反比，所以向心加速度大小之比aA∶aB＝1∶3，故A正確，C錯(cuò)誤；由v＝ωr知，ω＝eq \f(v,r)，ω與r成反比，所以角速度之比ωA∶ωB＝1∶3，故B錯(cuò)誤；由于A(yíng)、B的線(xiàn)速度大小相等，在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等，所以sA∶sB＝1∶1，故D錯(cuò)誤。
15．3D地圖技術(shù)能夠?yàn)椤盁o(wú)人駕駛”汽車(chē)提供數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)汽車(chē)內(nèi)部的系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，以執(zhí)行不同的指令。如圖所示為一段公路拐彎處的地圖，下列說(shuō)法中正確的是
A．如果彎道是水平的，則“無(wú)人駕駛”汽車(chē)在拐彎時(shí)受到重力、支持力、摩擦力和向心力
B．如果彎道是水平的，為防止汽車(chē)側(cè)滑，則“無(wú)人駕駛”汽車(chē)拐彎時(shí)收到的指令是讓車(chē)速大一點(diǎn)
C．如果彎道是傾斜的，為了防止汽車(chē)側(cè)滑，則道路應(yīng)為內(nèi)（東北）高外（西南）低
D．如果彎道是傾斜的，為了防止汽車(chē)側(cè)滑，則道路應(yīng)為外（西南）高內(nèi)（東北）低
【答案】D
【解析】如果彎道是水平的，則“無(wú)人駕駛”汽車(chē)在拐彎時(shí)受到重力、支持力、摩擦力，受力分析不能分析向心力，故A錯(cuò)誤；如果彎道是水平的，由靜摩擦力提供向心力，根據(jù)Ff＝meq \f(v2,R)可知，速度越大，所需要的向心力越大，當(dāng)需要的向心力大于最大靜摩擦力時(shí)，汽車(chē)做離心運(yùn)動(dòng)，所以“無(wú)人駕駛”汽車(chē)在拐彎時(shí)收到的指令是讓車(chē)速小一點(diǎn)，防止汽車(chē)做離心運(yùn)動(dòng)而發(fā)生側(cè)翻，故B錯(cuò)誤；如果彎道是傾斜的，為防止汽車(chē)側(cè)滑，重力和支持力的合力可以提供向心力，而向心力指向圓心，所以道路應(yīng)為外（西南）高內(nèi)（東北）低，故C錯(cuò)誤，D正確。
16．在一棵大樹(shù)將要被伐倒的時(shí)候，有經(jīng)驗(yàn)的伐木工人就會(huì)雙眼緊盯著樹(shù)梢，根據(jù)樹(shù)梢的運(yùn)動(dòng)情形就能判斷大樹(shù)正在朝著哪個(gè)方向倒下，從而避免被倒下的大樹(shù)砸傷，從物理知識(shí)的角度來(lái)解釋?zhuān)韵抡f(shuō)法正確的是
A．樹(shù)木開(kāi)始倒下時(shí)，樹(shù)梢的角速度較大，易于判斷
B．樹(shù)木開(kāi)始倒下時(shí)，樹(shù)梢的線(xiàn)速度最大，易于判斷
C．樹(shù)木開(kāi)始倒下時(shí)，樹(shù)梢的周期較大，易于判斷 D．伐木工人的經(jīng)驗(yàn)缺乏科學(xué)依據(jù)
【答案】B
【解析】樹(shù)木開(kāi)始倒下時(shí)，樹(shù)各處的角速度一樣大，故A錯(cuò)誤；由v＝ωr可知，樹(shù)梢的線(xiàn)速度最大，易判斷樹(shù)倒下的方向，B正確；由T＝eq \f(2π,ω)知，樹(shù)各處的周期一樣大，故C、D均錯(cuò)誤。
17．一小球被細(xì)線(xiàn)拴著做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑為2 m，角速度為1 rad/s，則
A．小球的線(xiàn)速度為1.5 m/s B．小球在3 s的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為6 m
C．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為5 s D．以上說(shuō)法都不正確
【答案】B
【解析】由v＝ωr知線(xiàn)速度大小為2 m/s，A錯(cuò)誤；3 s內(nèi)路程s＝vt＝6 m，B正確；由T＝eq \f(2π,ω)知周期為2π s，C錯(cuò)誤。
18．兩個(gè)小球固定在一根長(zhǎng)為1 m的桿的兩端，桿繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖所示，當(dāng)小球A的速度為3 m/s時(shí)，小球B的速度為12 m/s。則小球B到轉(zhuǎn)軸O的距離是
A．0.2 m B．0.3 m C．0.6 m D．0.8 m
【答案】D
【解析】設(shè)小球A、B做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2，則v1∶v2＝ωr1∶ωr2＝r1∶r2＝1∶4，又因r1＋r2＝1 m，所以小球B到轉(zhuǎn)軸O的距離r2＝0.8 m，D正確。
19．2013年6月11日至26日，“神舟十號(hào)”飛船圓滿(mǎn)完成了太空之行，期間還成功進(jìn)行了人類(lèi)歷史上第二次太空授課，女航天員王亞平做了大量失重狀態(tài)下的精美物理實(shí)驗(yàn)。如圖所示為處于完全失重狀態(tài)下的陀螺，下列說(shuō)法正確的是
A．陀螺仍受重力的作用B．陀螺受力平衡
C．陀螺所受重力大于所需的向心力D．陀螺不受重力的作用
【答案】A
【解析】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中的物體，所受重力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，處于完全失重狀態(tài)，并非不受重力作用，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。
20．如圖是摩托車(chē)比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面通常是外高內(nèi)低，摩托車(chē)轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過(guò)此速度，摩托車(chē)將發(fā)生滑動(dòng)。對(duì)于摩托車(chē)滑動(dòng)的問(wèn)題，下列論述正確的是（）
A．摩托車(chē)一直受到沿半徑方向向外的離心力作用
B．摩托車(chē)所受外力的合力小于所需的向心力
C．摩托車(chē)將沿其線(xiàn)速度的方向沿直線(xiàn)滑去
D．摩托車(chē)將沿其半徑方向沿直線(xiàn)滑去
【答案】B
【解析】摩托車(chē)只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒(méi)有離心力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；摩托車(chē)正常轉(zhuǎn)彎時(shí)可看作是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受的合力等于所需向心力，如果向外滑動(dòng)，說(shuō)明提供的向心力（即合力）小于需要的向心力，選項(xiàng)B正確；摩托車(chē)將在沿其線(xiàn)速度方向與半徑向外的方向之間做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。
21．如圖所示，一輛汽車(chē)正通過(guò)一段彎道公路，視汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）
A．該汽車(chē)速度恒定不變
B．汽車(chē)左右兩車(chē)燈的線(xiàn)速度大小相等
C．若速率不變，則跟公路內(nèi)道相比，汽車(chē)在外道行駛時(shí)所需的向心力較小
D．若速率不變，則跟晴天相比，雨天路滑時(shí)汽車(chē)在同車(chē)道上行駛時(shí)所需的向心力較小
【答案】C
【解析】拐彎過(guò)程中汽車(chē)各部位周期相等，因此角速度相等，根據(jù)v＝ωr可知，汽車(chē)外側(cè)的車(chē)燈線(xiàn)速度大，且線(xiàn)速度方向不斷變化，該汽車(chē)速度發(fā)生了變化，故A、B錯(cuò)誤；由向心力公式Fn＝eq \f(mv2,r)可知，若速率不變，則跟公路內(nèi)道相比，汽車(chē)在外道行駛時(shí)所需的向心力較小，故C正確；若速率不變，汽車(chē)在同車(chē)道上行駛時(shí)所受的向心力大小不變，但由于雨天最大靜摩擦力減小，所以容易出現(xiàn)離心現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

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