6.4 生活中的圆周运动 同步课时练 -2025--2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

6.4 生活中的圆周运动 同步课时练 生活中的圆周运动是圆周运动规律的实际应用，火车转弯、汽车过拱桥、离心分离等场景，均依托向心力与向心加速度原理设计。 学科网（北京）股份有限公司 考点1·汽车、火车转弯 1.如图所示，一辆汽车正通过一段水平的弯道公路。若汽车的运动视为匀速圆周运动，则( ) A.该汽车速度恒定不变 B.汽车左右两车灯的线速度大小相等 C.跟公路内道相比，汽车同速率在外道行驶时所受的摩擦力较小 D.跟晴天相比，雨天汽车在同车道同速率行驶时所受的摩擦力较小 2.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于( ) A. B. C. D. 3.为了解决高速列车在弯路上运行时轮轨间的磨损问题，保证列车能安全地通过轨道，常用的方法是把弯道曲线外轨垫高，如图所示。当列车以特定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，为了提高安全转弯的速度，下列措施可行的是( ) A.增大火车质量 B.减小火车质量 C.减小转弯半径 D.增大轨道倾斜角 考点2·拱桥和凹桥 4.汽车以相同的速率通过拱桥时( ) A.在最高点汽车对桥的压力一定大于汽车的重力 B.在最高点汽车对桥的压力一定等于汽车的重力 C.在最高点汽车对桥的压力一定小于汽车的重力 D.汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力一定为零 5.同一辆汽车以相同的速率分别通过甲、乙、丙、丁四个圆弧形路面，乙的半径比甲的大，丁的半径比丙的大；则汽车在甲、乙路面的最高点对路面的压力，在丙、丁路面的最低点对路面的压力，最大的是( ) A. B. C. D. 6.炎热的夏天，一辆车在丘陵地带匀速率行驶，由于轮胎太旧，在驶过如图所示的一段地形时有可能爆胎，则下列地点中爆胎概率最大的点是( ) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 考点3·离心运动 7.关于离心运动，下列说法中正确的是( ) A.物体突然受到离心力的作用，将做离心运动 B.做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然变大时将做离心运动 C.做匀速圆周运动的物体，只要提供的向心力的数值发生变化，就将做离心运动 D.做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动 8.如图所示为医学上常用的离心式血细胞分离机的原理示意图，分离机的工作台带动试管高速转动，因为不同的血液成分密度不同，所以在试管中从上而下自动分离出血浆、白细胞和红细胞。下列说法正确的是( ) A.离心机的转速越大，试管底部受到的压力越小 B.用离心机处理血液，红细胞因为受到了离心力作用，所以和血浆产生了分层 C.离心机的转速越大越容易实现血浆、白细胞和红细胞的分层 D.若在天宫空间站上利用此装置进行实验，由于完全失重将无法实现血液成分的分层 能力拔高题 9.关于生活中的圆周运动，下列说法正确的是( ) 火车 / 汽车转弯外高内低，靠重力与支持力的合力提供向心力；过拱桥失重、凹桥超重；向心力不足会发生离心运动，不存在离心力。 学科网（北京）股份有限公司 A.如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，受到重力、摩擦力和向心力作用 B.如图乙，物体在水平面上做圆周运动，若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动，则一定是因为物体的速度突然变大了 C.如图丙，火车转弯时为避免轮缘与内外轨发生侧向挤压，倾角应根据火车的质量设计 D.如图丁，小球在竖直放置的圆形轨道内侧做圆周运动，过点C时小球对轨道的压力最大 问：为啥洗衣机脱水能甩干水？答：水滴向心力不足做离心运动，被甩出筒外，这就是离心现象的小妙用～ 学科网（北京）股份有限公司 答案以及解析 错题记录： 学科网（北京）股份有限公司 1.答案：C 解析：AB.拐弯过程中汽车各部位周期相等，因此角速度相等，根据可知，汽车外侧的车灯线速度大，且线速度方向不断变化，该汽车速度发生了变化。故AB错误； C.依题意，汽车所受沿半径方向的静摩擦力提供向心力，由向心力公式 可知，若速率不变，则跟公路内道相比，汽车在外道行驶时所需的向心力较小，即摩擦力较小。故C正确； D.若速率不变，汽车在同车道上行驶时所受的向心力大小不变，即摩擦力不变。故D错误。 故选C。 2.答案：B 解析：由题意知，当横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零时 根据数学知识可得 联立解得 故选B。 3.答案：D 解析：设内、外轨间距与水平面之间的夹角为，当火车转弯与铁轨间无侧向挤压时，其重力与支持力的合力提供向心力，如图所示 根据牛顿第二定律，有 可得规定速度 可知火车转弯时其规定速度v的平方与该路段的曲线半径r及成正比，故ABC错误，D正确。故选D。 4.答案：C 解析：汽车在最高点时是重力与支持力的合力充当向心力，所以 即 故汽车对桥的压力小于汽车的重力，汽车以恒定的速率过桥时，合力提供向心力，不是零，故C正确ABD错误。故选C。 5.答案：C 解析：汽车在甲、乙路面最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，汽车对甲、乙路面的压力都小于汽车重力； 汽车在丙、丁路面最低点时，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，可知汽车对丙、丁路面的压力都大于汽车重力； 汽车在丙、丁路面最低点时有 可知半径小的丙路面对汽车的支持力最大，根据牛顿第三定律，可知汽车对丙路面的压力最大。 故选C。 6.答案：D 解析：最容易爆胎的地方应是轮胎受到的压力最大的地方。在a、c两处，向心加速度的方向向下，汽车处于失重状态，轮胎所受压力小于汽车重力；而在b、d两处，向心加速度方向向上，压力大于重力，再由图可知，b处半径大于d处半径，由可知，速率相同的情况下，半径越小压力越大，故最易爆胎的位置是在d处。 故选D。 7.答案：D 解析：物体做不做离心运动取决于合外力提供的向心力与物体所需向心力的大小关系，只有当提供的向心力小于所需要的向心力时，物体才做离心运动，做离心运动的物体并没有受到所谓的离心力的作用，离心力没有施力物体，所以离心力并不存在，故D正确。 8.答案：C 解析：用离心机处理血液，红细胞做离心运动是因为受到的合力不足以提供所需的向心力，不存在离心力，B错误；离心机的转速越大，则角速度越大，做圆周运动需要的向心力越大，试管底部对血液的弹力越大，根据牛顿第三定律可知，试管底部受到的压力越大，A错误；转速越大，做圆周运动需要的向心力越大，越容易发生离心运动，实现血浆和细胞的分层，C正确；若在天宫空间站上利用此装置进行实验，由于离心现象与重力无关，仍能实现血液成分的分层，D错误。 9.答案：D 解析：A.物体受重力，支持力和静摩擦力，合力就是静摩擦力，指向圆心，作为物体做匀速圆周运动的向心力； B.根据物体做离心运动的原因分析； C.根据牛顿第二定律求解火车轮缘与内外轨无压力时速度的表达式，从而分析倾角是否根据火车的质量设计； D.根据牛顿第二定律和牛顿第三定律分析过点C时小球对轨道的压力是否最大。 $