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第四章 曲線運動
2025年高考物理一輪基礎知識復習
圓周運動
目錄
描述圓周運動的物理量
壹
水平面內的圓周運動
貳
豎直面內的圓周運動
叁
斜面上的圓周運動
肆
離心運動和近心運動
伍
描述圓周運動的物理量
壹
知識點32 描述圓周運動的物理量
1.勻速圓周運動
（1）定義：做圓周運動的物體，若在任意相等的時間內通過的圓弧長 ______，
就是勻速圓周運動.
（2）特點：加速度大小不變，方向始終指向 ______，是變加速運動.
（3）條件：合力大小不變、方向始終與 ______方向垂直且指向圓心.
相等
圓心
速度
2.運動參量
物理量 物理意義 公式、單位
線速度 描述做圓周運動的物體沿圓弧運動 ______的物理量 單位：
_____
角速度 描述物體繞圓心 __________的物理 量 單位：
______
快慢

轉動快慢

物理量 物理意義 公式、單位
周期 物體沿圓周運動 ______的 時間（T） ，單位：
，單位：
，單位：
向心加速度 描述速度 ______變化快慢的物理量 ，方向指向 ______ _____
單位： ______
一圈
方向
圓心


續表
1.［人教版必修二P40第4題拓展變式］如圖所示，長為的輕桿兩端分別固定著可以視為質點的小球、 ，整個裝
置放置在光滑水平桌面上，桿中心處有一豎直固定轉軸，小球、的質量分別為、。當輕桿以角速度 繞軸
在水平桌面上勻速轉動時，下列說法正確的是( )
D
A.小球需要的向心力大小為 B.小球的向心加速度大小為
C.轉軸受到桿拉力的大小為 D.轉軸受到桿拉力的大小為
【解析】小球需要的向心力大小為，小球的向心加速度大小為 ，選項
錯誤；小球需要的向心力大小為 ，轉軸受到桿拉力的大小為
，選項C錯誤，D正確。
2.［人教版必修二P40第4題情境變式］如圖所示為一風杯式風速傳感器，其感應部分由三
個相同的半球形空杯組成，稱為風杯。三個風杯位于水平面內互成 角的三叉型支架
末端，與中間豎直軸的距離相等。開始刮風時，空氣流動產生的風力推動靜止的風杯開
始繞豎直軸在水平面內轉動，風速越大，風杯轉動越快。若風速保持不變，三個風杯最
終會勻速轉動，根據風杯的轉速，就可以確定風速，則( )
D
A.若風速不變，三個風杯最終加速度為零 B.任意時刻，三個風杯轉動的線速度都相同
C.開始刮風時，風杯所受合外力沿水平方向指向旋轉軸 D.風杯勻速轉動時，其轉動周期越大，測得的風速越小
【解析】若風速不變，三個風杯最終做勻速圓周運動，存在向心加速度，即其加速度不為零，故A錯誤；三個風杯
屬于同軸轉動，角速度相同，而三個風杯做圓周運動的半徑相同，由 可知，任意時刻三個風杯的線速度大
小相同，但方向不同，故B錯誤；開始刮風時，風杯的線速度逐漸變大，則其所受合外力可分解成沿水平方向指向
旋轉軸的分力以及方向與風杯運動方向相同的力，所以風杯受到的合力并不指向旋轉軸，故C錯誤；當風杯勻速轉
動時，根據 可知，其轉動周期越大，測得的風速越小，故D正確。
3.[粵教版必修二P48第2題情境變式，2021廣東卷]由于高度限制，車庫出入口采用如圖所示
的曲桿道閘，道閘由轉動桿與橫桿鏈接而成，、 為橫桿的兩個端點。在道閘抬起
過程中，桿始終保持水平。桿繞點從與水平方向成 勻速轉動到 的過程中，
下列說法正確的是( )
B
A.點的線速度方向不變 B. 點的加速度大小不變
C.點在豎直方向做勻速運動 D. 點在水平方向做勻速運動
【解析】由題意知，點繞點做勻速圓周運動，則 點的線速度和加速度大小均不變，方向均時刻改變，A錯誤，
B正確；由于運動過程中桿始終水平，所以點與點的運動情況始終相同，即點也做勻速圓周運動，則 點在
豎直方向上的分速度為 ，在水平方向上的分速度為，所以在 從 增大到 的過
程中，一直減小，一直增大， 錯誤。
4.[人教版必修二P30第3題考法變式，2023全國甲卷]一質點做勻速圓周運動，若其所受合力的大小與軌道半徑的
次方成正比，運動周期與軌道半徑成反比，則 等于( )
C
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】物體做勻速圓周運動，合外力完全提供向心力
根據可知，則,解得,C項正確， 項錯誤。
一題多解
結合題意，設,（、為常量），又，聯立解得,即 ,C項正確。
5.［粵教版必修二P30資料活頁拓展變式］如圖甲是汽車發動機的結構圖，圖乙是其簡化圖，圖中皮帶輪的半徑之
比，、是皮帶輪邊緣上的點，為距軸心為 的點。當系統勻速轉動時，以下說法正確的是( )
D
圖甲
圖乙
A.、兩點的線速度大小之比為 B.、兩點的角速度大小之比為
C.、兩點的向心加速度大小之比為 D.、兩點的周期之比為
【解析】根據傳動規律可知、，根據可得，所以、 兩點的線速度大小之比為
，、兩點的角速度大小之比為，故錯誤；根據可知、 兩點的向心加速度大小之
比為，故C錯誤；根據可知、兩點的周期之比為 ，故D正確。
規律總結
幾種常見的傳動裝置對比
同軸傳動 皮帶傳動 齒輪傳動
裝置 、 兩點在同軸的一 個圓盤上 #b# _______________________ 兩個輪子用皮帶連接，、 兩點分別是兩 個輪子邊緣的點 #b# _____________________________________ 兩個齒輪輪齒嚙合，、 兩點分別
是兩個齒輪邊緣上的點（兩齒輪的
齒數分別為、 ）
#b#
______________________________________
同軸傳動 皮帶傳動 齒輪傳動
特點 角速度、周 #b# 期相同 線速度大小相同 線速度大小相同
規律 線速度與半徑成正比， 角速度與半徑成反比， ； #b# 周期與半徑成正比， 角速度與半徑成反比，
；
#b#
周期與半徑成正比，
續表
水平面內的圓周運動
貳
水平面內的圓周運動
運動模型 向心力的來源圖示
飛機水平轉彎
火車轉彎
運動模型 向心力的來源圖示
圓錐擺
飛車走壁
續表
運動模型 向心力的來源圖示
汽車在水平路面轉彎
水平轉臺（光滑）
續表
水平轉盤模型 圓錐筒模型 圓錐擺模型
水平轉盤模型 圓錐筒模型 圓錐擺模型
向心力由靜摩擦力提供，即 ，當物體剛好要滑 動時， ，臨界角速度 。物體離中心越遠， 越容易被甩出 向心力由重力和支持力 的合力提供， 即，解得 , 。穩定狀態下小球所處的位置 越高，半徑越大，角速度 越小，線速度 越大 向心力
，
，解得
， 。
穩定狀態下 越大，對應的角速度
和線速度 越大
感謝觀看
續表
變式1 汽車、火車的轉彎問題
1.［粵教版必修二P38圖2-3-3拓展變式］如圖所示，該路段是港珠澳大橋的一段半徑
的圓弧形彎道，總質量 的汽車通過該圓弧形彎道時以速度
做勻速圓周運動（汽車可視為質點，路面視為水平且不考慮車道的寬
度）。已知路面與汽車輪胎間的徑向最大靜摩擦力為汽車所受重力的 ，取重力加速度
大小 ，則( )
B
A.汽車過該彎道時受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B.汽車過該彎道時所受徑向靜摩擦力大小為
C.汽車過該彎道時的向心加速度大小為 D.汽車能安全通過該彎道的最大速度為
【解析】汽車過該彎道時受到重力、支持力和摩擦力作用，摩擦力提供汽車做圓周運動的向心力，選項A錯誤；由
題意知，汽車速度，則汽車過該彎道時所受徑向靜摩擦力大小為 ，選項
B正確；汽車過該彎道時的向心加速度大小為 ，選項C錯誤；汽車能安全通過該彎道速度最大時滿
足，解得 ，選項D錯誤。
2.［人教版必修二P35圖6.4-3拓展變式］鐵路在彎道處的內、外軌道高低是不同的。已
知鐵軌平面與水平面的夾角為 ，彎道處的圓弧半徑為。若質量為的火車以速度
通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力的作用，重力加速度為 ，則下列說法正確
的是( )
B
A.火車受鐵軌的支持力大小為 B.
C.若火車速度小于，外軌將受到側壓力作用 D.若火車速度大于 ，內軌將受到側壓力作用
【解析】對火車受力分析可得火車受鐵軌的支持力大小為， ，所以火車拐彎的速度大小
，故A錯誤，B正確；若火車速度小于 ，則重力與支持力的合力大于所需要的向心力，則火車將擠
壓內軌，受到內軌沿軌道平面向上的支持力作用，同理，若火車速度大于 ，則重力與支持力的合力小于所需要的
向心力，則火車將擠壓外軌，受到外軌沿軌道平面向下的支持力作用，故 錯誤。
規律總結
火車拐彎問題
設火車車軌間距為，兩軌高度差為，火車轉彎半徑為，火車質量為，如圖所示。因為 角很小，所以
，故，向心力；又因，所以車速為 。
變式2 圓錐筒、圓錐擺模型
3.［人教版必修二P30第2題設問變式］圖為雜技表演“飛車走壁”的情景，雜技演員駕駛摩托車沿
光滑圓臺形表演臺的側壁高速行駛，在水平面內做勻速圓周運動。如果雜技演員先、后兩次繞
側壁行駛時距離底部高度不同，則雜技演員位置越高( )
B
A.角速度越大 B.線速度越大 C.受到的支持力越大 D.向心加速度越大
【解析】雜技演員駕駛摩托車在水平方向上做勻速圓周運動，受力如圖所示，， ，
由圖可知在不同的高度角度 都相同，則雜技演員的向心力大小不變，受到的支持力大小不變。根據
牛頓第二定律有，可得，， ，則演員的位置
越高，半徑越大，則線速度越大，角速度越小，向心加速度大小不變，故選B。
4.［多選］［人教版必修二P27問題設問變式］圖甲是游樂場中的“旋轉飛椅”，它可以簡化為如圖乙所示的模型，
飛椅通過長度相同的鋼絲繩懸掛在直徑為 的圓盤上，不同的飛椅懸點到轉軸中心的距離不同，乘客坐上座椅后其
重心到懸點的距離均為 。座椅上坐滿質量均相等的乘客后，機器啟動，帶動圓盤勻速轉動，穩定后懸掛于圓盤邊
緣的座椅的鋼絲繩與豎直方向夾角為 。座椅及懸掛座椅的鋼絲繩重力均不計，重力加速度大小為 ，下列說法
正確的是( )
圖甲
圖乙
A.圓盤轉動的角速度為
B.每位乘客的加速度大小均為
C.飛椅懸點到轉軸中心距離越大，懸掛座椅的鋼絲繩拉力越大
D.懸掛座椅的所有鋼絲繩拉力大小均相等
√
√
【解析】對座椅上的乘客進行受力分析有，，可得 ，運
動半徑 ，根據可得 ，A正確；由題意知圓盤勻速轉動，
則所有轉盤的角速度相等，但不同乘客做勻速圓周運動的半徑不同，根據 可知，每位
乘客的加速度大小不同，B錯誤；根據向心力可知，乘客的運動半徑 越大，乘客做
圓周運動的向心力越大，受力分析如圖所示，則飛椅懸點到轉軸中心距離越大，鋼絲繩的拉力
越大，C正確，D錯誤。
變式3 水平轉盤模型
5.［魯科版必修二P81第9題模型變式］如圖所示，沿水平圓盤的半徑方向放置物體 和
，它們分居在圓盤圓心兩側，中間用細線相連。已知， ，物體
、到圓心的距離分別為、，、 與圓盤間的動摩擦因數均為
， ，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。若圓盤從靜止開始繞中心
轉軸緩慢加速轉動，下列說法正確的是( )
C
A.圓盤對的摩擦力先達到最大靜摩擦力 B.當角速度 時，細線恰好出現張力
C.當角速度時，、兩物體開始滑動 D.物體 所受摩擦力的方向一直指向圓心
【解析】若細線上的拉力為0，當物體 與圓盤間的摩擦力達到最大靜摩擦力時，臨界角速度滿足
，代入數據解得，同理可得物體 與圓盤間的摩擦力達到最大靜摩擦力時臨界角
速度，圓盤轉動過程中角速度逐漸變大，先達到臨界角速度值，即圓盤對 的摩擦力先
達到最大靜摩擦力，之后轉速再增加，細線就會出現張力，A、B錯誤；與的角速度相等，，
，根據可知轉動過程中的向心力較大，所以當、兩物體與圓盤恰好要相對滑動時
有背離圓心運動的趨勢，有向著圓心運動的趨勢，此時受到的靜摩擦力方向指向圓心，受到的靜摩擦
力方向背離圓心，則對 有，對有，解得 ，C正
確，D錯誤。
豎直面內的圓周運動
貳
豎直面內的圓周運動
1.［粵教版必修二P48第4題設問變式］汽車行駛中經常會經過一些凹凸不平的路面，凹凸部分可以看作圓弧的一部
分，如圖所示的、、處，其中處的曲率半徑最大，處的曲率半徑為，處的曲率半徑為 ，重力加速度
為。若有一輛可視為質點、質量為的小汽車與路面之間各處的動摩擦因數均為 ，當該車以恒定速率 沿這段
路面行駛時，下列說法正確的是( )
C
A.汽車經過處時處于超重狀態，經過 處時處于失重狀態
B.汽車經過 處時最容易爆胎
C.為了保證汽車不脫離路面，該車的行駛速度不得超過
D.汽車經過處時所受的摩擦力大小為
【解析】汽車經過處時，加速度向下，處于失重狀態，經過 處時，加速度向上，處于超重狀態，選項A錯誤；
因汽車在、兩點處于超重狀態，在處的曲率半徑小于處，而根據，可知汽車經過 處時最容易
爆胎，選項B錯誤；汽車在點容易脫離路面，在點汽車對路面的壓力恰為零時，有 ，為了保證汽車不
脫離路面，該車的行駛速度不得超過，選項C正確；汽車經過 處時所受的摩擦力大小為
，選項D錯誤。
2.［魯科版必修二P76圖3-26模型變式］如圖所示，質量為 的物體內有光滑圓形軌道，現
有一質量為的小滑塊沿該圓形軌道在豎直平面內做圓周運動，、 為圓周的最高點和最
低點，、與圓心 在同一水平線上。小滑塊運動時，物體保持靜止，設物體對地面的壓
力為，地面對物體的摩擦力為 ，則滑塊( )
B
A.運動到點時，，方向向左 B.運動到點時，， 方向向右
C.運動到點時，，方向向左 D.運動到點時，， 方向向左
【解析】滑塊運動到 點時，若恰好由重力提供向心力，則滑塊與物體間沒有相互作用力，結合牛頓第三定律知物
體對地面的壓力；若滑塊速度較大，則滑塊對物體的作用力豎直向上，有 ，由于系統在水平方向
上不受外力，故物體和地面間沒有摩擦力，A錯誤。滑塊運動到點時，對滑塊受力分析有 ，可知滑
塊對物體的作用力豎直向下且大于，則 ，由于系統在水平方向上不受外力，故物體和地面間沒
有摩擦力，C錯誤。滑塊運動到點時，滑塊與物體在豎直方向沒有相互作用，則 ，滑塊的向心加速度向
右，則滑塊對物體有向左的作用力，故物體受到地面的摩擦力方向向右（【另解】還可以將滑塊和物體看作一個
整體，整體有向右的加速度，所以地面對物體的摩擦力向右。），B正確；同理可知D錯誤。
光速解法
排除法！在、兩點系統在水平方向不受外力，則地面對物體的摩擦力為零，錯誤；在、 兩點，滑塊
和物體在豎直方向沒有相互作用，可知 ，D錯誤，則應選B。
3.［人教版必修二P42第4題圖像變式］如圖甲所示，輕桿一端固定在 點，另一端固定一小球，現給小球一初速度，
讓小球在豎直平面內做半徑為的圓周運動。小球運動到最高點時，受到的彈力為，速度大小為 ，多次重復該
過程，使小球以不同的速度通過最高點，得到的 圖像如圖乙所示，則( )
D
圖甲
圖乙
A.小球的質量為 B.當地的重力加速度大小為
C.時，小球對桿的彈力方向向下 D. 時，小球受到的彈力與重力大小相等
【解析】由題圖乙可知，當 時，桿對小球的彈力恰好為零，此時小球只受重力，即由重力提供向心力，
，即重力加速度，故選項B錯誤；當 時，向心力為零，桿對小球的彈力恰好與小球的
重力等大反向，，即小球的質量，故選項A錯誤；根據圓周運動的規律，當 時有
，桿對球的彈力方向向下，即 時，桿對小球的彈力方向向下，根據牛頓第三定律可知，小球
對桿的彈力方向向上，故選項C錯誤；當時，有，， ，故
選項D正確。
斜面上的圓周運動
貳
教材知識萃取
圖示
最高（低）點分析（物 塊相對圓盤靜止） 最高點 #b# 最低點 最高點 #b# 最低點 最高點
#b#
最低點
臨界情況 在最低點時 #b# 此時有 在最高點時，繩的拉力 ，此時 恰好通過最高點時，若速度
為0，則桿的彈力
；
#b#
若桿的彈力 ,則
續表
1.［多選］［人教版必修二P38第2題模型變式］如圖所示，一傾斜的勻質圓盤繞垂直于
盤面的固定軸以恒定角速度 轉動，盤面上離轉軸 處有一小物體（可視為質點）
與圓盤始終保持相對靜止，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，盤面與水平面的夾角為
，取 ，則( )
BC
A.小物體隨圓盤以不同的角速度 做勻速圓周運動時， 越大時，小物體在最高點處受到的摩擦力一定越大
B.小物體受到的摩擦力可能背離圓心
C.若小物體與盤面間的動摩擦因數為，則 的最大值是
D.若小物體與盤面間的動摩擦因數為，則 的最大值是
【解析】當物體摩擦力的方向沿斜面向上（背離圓心）時， 越大，小物體在最高點處受到的摩擦力越小，故A
錯誤，B正確；當物體轉到圓盤的最低點恰好相對于圓盤不滑動時，圓盤的角速度最大，此時小物體受豎直向下的
重力、垂直于圓盤向上的支持力、沿斜面指向圓心的摩擦力，由沿斜面的合力提供向心力，摩擦力
，又，解得 ，故C正確，D錯誤。
2.［人教版必修二P40第5題設問變式］如圖所示，洗衣機在脫水過程中滾筒繞固定軸 以恒定的
角速度轉動，滾筒的半徑為，筒壁內有一可視為質點的衣物，衣物與滾筒間的動摩擦因數為
（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），固定軸與水平面間的夾角為 ，重力加速度為 。要保持衣
物在最高點時與滾筒相對靜止，滾筒轉動角速度的最小值為( )
B
A. B. C. D.
【解析】衣物在最高點時，對其進行受力分析，如圖所示，則衣物在最高點做圓周運動所需
的向心力由重力垂直筒壁方向的分力與支持力的合力提供，所以有
（【易錯】誤認為重力沿與筒壁垂直方向的分力恰好提供向心力，其實不然，此時重力沿筒
壁方向的分力會使衣物沿筒壁下移，因為衣物對筒壁沒有壓力，也就沒有摩擦力，與題干中
“相對靜止”矛盾。），要使衣物與圓筒相對靜止，則需要重力沿筒壁方向的分力不大于最大
靜摩擦力，則有，兩式聯立解得 ，故滾筒轉動角速度的
最小值為 ，故B正確。
3.［多選］［魯科版必修二P81第9題條件變式］如圖所示，在傾角為 的足夠大的固定斜面上，一長度為 的輕桿
一端固定在點，且可繞點自由轉動，另一端連著一質量為的小球（可視為質點）。現使小球從最低點 以速
率開始在斜面上做圓周運動，通過最高點。重力加速度大小為 ，輕桿與斜面平行，不計一切摩擦。下列說法
正確的是( )
ACD
A.小球通過點時所受輕桿的作用力大小為
B.小球通過點時的最小速度為
C.小球通過 點時斜面對小球的支持力與小球的速度無關
D.若小球以的速率通過點時突然脫落而離開輕桿，則小球到達與 點等高
處時與點間的距離為
【解析】小球在點受到重力、斜面的支持力以及桿的拉力，由牛頓第二定律可得 ，可得
，故A正確；桿可以為小球提供沿斜面方向的支持力，所以小球經過最高點 時的最小速度為
零，故B錯誤；斜面對小球的支持力始終等于重力沿垂直于斜面方向的分量，與小球的速度無關，故C正確；經分
析可知小球從 點脫落后在斜面上做類平拋運動，在水平方向做勻速直線運動，在沿斜面方向做初速度為零的勻加
速直線運動，沿斜面方向根據牛頓第二定律有，可得 ，由位移公式有 ，可得
，水平方向距離 ，故D正確。
離心運動和近心運動
貳
離心運動和近心運動
（1）離心運動：做圓周運動的物體，在所受合力突然消失或不足以提供圓周運動所
需向心力的情況下，就做 ______________的運動．
（2）受力特點（如圖）
①當 時，物體沿 ______方向飛出，做勻速直線運動．
逐漸遠離圓心
切線
②當 時，物體逐漸 ______圓心，做 ______運動．
③當 時，物體逐漸 ______圓心，做 ______運動．
（3）本質：離心運動的本質并不是受到離心力的作用，而是提供的力 ______做
勻速圓周運動需要的向心力．
遠離
離心
靠近
近心
小于
1.［人教版必修二P38圖6.4-7拓展變式］如圖所示，光滑水平面上，小球在拉力 作用下做
勻速圓周運動。若小球運動到點時，拉力 突然發生變化，則下列關于小球運動情況的說
法正確的是( )
C
A.若突然變小，小球可能沿 做離心運動
B.若突然變大，小球可能沿 做離心運動
C.若拉力突然消失，小球將沿 做勻速直線運動
D.若突然變小，小球可能沿 做向心運動
【解析】在光滑水平面上，拉力提供小球 做勻速圓周運動所需的向心力。當拉力突然變小時，拉力小于小球做
勻速圓周運動所需的向心力，因此小球可能沿做離心運動，故錯誤；當拉力 突然變大時，拉力大于小球做
勻速圓周運動所需的向心力，因此小球可能沿 做向心運動，故B錯誤；當拉力突然消失時，小球所受合力為零，
小球將沿切線方向做勻速直線運動，即小球將沿 做勻速直線運動，C正確。
2.［人教版必修二P38圖6.4-9設問變式］如圖，一輛汽車以速率 行駛在某公路的圓
弧彎道處，汽車恰好沒有向公路內、外兩側滑動的趨勢。則在該彎道處( )
D
A.路面內、外側可能一樣高
B.若車速低于 ，汽車一定會向內側滑動
C.若車速高于 ，汽車一定會向外側滑動
D.當路面結冰時， 的值不變
【解析】汽車恰好沒有向公路內、外兩側滑動的趨勢，即重力和支持力的合力提供汽車轉彎的向心力，由此可知，
路面外側高于路面內側，A錯誤；當車速小于 時，汽車所需向心力減小，重力和支持力的合力大于向心力，則汽
車有向內側滑動的趨勢，摩擦力指向路面外側，若汽車受到的重力、支持力和指向道路外側的摩擦力的合力足以
提供汽車運動的向心力，車輛便不會向內側滑動，B錯誤；當車速大于 時，重力和支持力的合力將不足以提供向
心力，若車速不超出某一最高限度，使得汽車受到的重力、支持力和指向道路內側的摩擦力的合力足以提供向心
力，車輛便不會向外側滑動，C錯誤；設彎道圓弧半徑為，路面傾角為 ，根據力的合成與分解和牛頓第二定律
有，解得，則 的值與路面是否結冰無關，D正確。
關鍵點撥
離心運動的本質是做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線方向飛出去的趨勢，一旦合外力不足以提供所需向心力，物體就會做離心運動。
3.［多選］［人教版必修二P40第5題拓展變式］如圖所示，滾筒洗衣機脫水時，滾筒繞水平轉動軸轉
動。滾筒上有很多漏水孔，轉動時，附著在潮濕衣服上的水從漏水孔中被甩出，達到脫水的目的。如
果認為濕衣服在豎直平面內做勻速圓周運動，那么( )
BD
A.在最高點時，水不會被甩出 B.相比最高點，水在最低點時更容易被甩出
C.增大滾筒轉動的周期，水更容易被甩出 D.增大滾筒轉動的轉速，水更容易被甩出
【解析】滾筒高速轉動時，若在最高點處的水所受的合力不足以提供向心力，水也會被甩出，故A錯誤；用和
分別表示在最高點和最低點水與衣物之間的附著力，假設水隨衣物一起做勻速圓周運動時所需的向心力為 ，在
最高點時，根據牛頓第二定律有，在最低點時有，所以 ，則相比最高點，水在
最低點時更容易被甩出（【點撥】因為水在最低點時需要的附著力更大。），故B正確；增大滾筒轉動的周期，根
據可知水所需向心力減小，水更不容易被甩出（【點撥】物體做離心運動的條件為 ，則
所需向心力越小越不容易被甩出。），故C錯誤；增大滾筒轉動的轉速，根據 可知水所需向心力增
大，水更容易被甩出，故D正確。
4.［魯科版必修二P83第8題情境變式］中國空間站上的航天員們進行第二次太空授課
時，其中油水分離的實驗過程如下：航天員王亞平拿出一支試管，管內的水與油均勻
混合，呈現懸濁的狀態，葉光富用細線拴住試管并甩動起來，讓試管在豎直平面內做
圓周運動，一段時間后試管內水和油出現了明顯的分層。下列有關該實驗說法正確的
是( )
B
A.因為空間站中所有物體都不受重力，試管中的水與油才沒有出現自然的分層現象
B.轉動過程中，試管內的水和油角速度相同
C.若保持細線長度不變，加快試管的轉速，試管底部受到的壓力將變小
D.若保持每秒鐘的轉數不變，甩動試管的細線越短，油水分離的現象越明顯
【解析】因為空間站中物體所受重力用來提供其做圓周運動的向心力，物體處于完全失重狀態，所以試管中的水
與油不會出現自然的分層現象，故A錯誤；轉動過程中，試管內的水和油角速度相同，故B正確；若保持細線長度
不變，加快試管的轉速，由，知變大，由牛頓第三定律得 ，所以試管底部受到的
壓力將變大，故C錯誤；若保持每秒鐘的轉數不變，則轉動的角速度不變，根據 ，細線縮短時，半徑減
小，所以需要的向心力減小，油水分離現象越不明顯，故D錯誤。
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