2025-2026学年高一下学期物理暑假作业4-圆周运动（2）

**基本信息** 以生活实例为载体，系统构建匀速圆周运动"描述量-加速度-向心力"知识链，融合物理观念与科学思维的专项训练。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础描述量|2题（春晚手绢/陶车）|v=ωr比例法|从共轴转动ω相等切入，建立v与r的定量关系| |向心加速度|3题（旋转纽扣/圆锥摆）|a=ω²r公式应用|通过周期、转速与ω换算，强化加速度矢量性理解| |向心力供需|5题（压弯/火车转弯/拱桥）|供需平衡判断法|从受力分析到合外力提供向心力，构建"供-需"动态模型|

1.如图甲，2025蛇年春节联欢晚会上，人机共舞节目《秧BOT》中转手绢的环节吸引了无数观众的目光。如图乙，手绢上O、M、N三点共线，M为ON的中点，若手绢绕中心O点匀速转动，则M、N两点的线速度大小之比为( ) A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4 2.景德镇传统圆器最重要的一道工序是做坯，如图1所示，即依据最终的器形做出大致相应的坯体，来供后期制作印坯的时候使用，制作时将泥料放在陶车上，使其做匀速圆周运动，图2中A、B、C三点到转轴的距离分别为。已知陶车1 min转过90圈，则下列说法正确的是( ) A.陶车每秒转过的角度为 B.A、B、C三点的线速度之比为1:1:1 C.A、B、C三点的角速度之比为2:1:2 D.陶车的转速加快时，A、B两点线速度的比值变大 向心加速度 物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心，这个加速度叫向心加速度。（只改变速度方向，不改变速度大小。）方向：总是沿着圆周的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直,方向时刻改变。（向心加速度越大，线速度方向改变得越快。） 表达式： 3.做匀速圆周运动的物体，不随时间改变的物理量是( ) A.线速度 B.角速度 C.向心加速度 D.向心力 4.“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为( ) A. B. C. D. 5.如图所示，长为L的轻绳上端固定于O点，下端栓接一小球（可视为质点），小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则小球运动一周经过的时间为( ) A. B. C. D. 6.如图所示，摩托车比赛中，骑手为了快速通过水平弯道，经常将车身压向内侧，俗称压弯。将摩托车过弯道看成圆周运动，下列说法正确的是( ) 合外力与运动关系  是外界提供的合外力。 （1）“供需平衡”：，匀速圆周运动，轨迹为圆周。 （2）“供不应需”：，离心运动，轨迹为曲线。 （3）“供大于需”：，近心运动，轨迹为曲线。 （4）向心力消失：，沿切线方向飞出，轨迹为直线。 A.过弯道时速度过大，摩托车会冲向赛道外侧 B.摩托车过弯道的速度越大，所需的向心力越小 C.摩托车过弯道时所需的向心力由地面的支持力提供 D.摩托车过弯道时受到的重力和支持力的合力提供向心力 7.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是( ) A.图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态 B.图2中旋转秋千在转动中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等 C.图3中火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 D.图4中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 8.实验是模拟拱形桥来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上相隔一定的距离钉个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上，关于电子秤的示数下列说法正确的是( ) A.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些 B.玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大 C.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态 D.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大（未离开拱桥），示数越小 9.近年来我国高速铁路发展迅速，“一带一路”倡议开启了高铁发展的新时 代，现已知两轨间宽度为L，内外轨高度差是h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，该弯道的设计速度最为适宜的是( ) A. B. C. D. 10.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。 汽车转弯时为临界车速时，车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则关于汽车转弯时说法正确的是( ) A.当路面结冰与未结冰相比，临界车速vc的值变小 B.车速高于临界车速时，车辆就一定会向外侧滑动 C.临界车速 D.临界车速 2025-2026学年高一物理暑假作业4-圆周运动（2） 学科网（北京）股份有限公司 答案以及解析 1.答案：B 解析：手绢绕中心O点匀速转动，M、N两点的角速度相等，根据可知，M、N两点的线速度大小之比为1:2，故B正确。 2.答案：A 解析：已知陶车1 min转过90圈，陶车的转动周期为，陶车的角速度为，陶车每秒转过的角度为，选项A正确；由于坯体随陶车做匀速圆周运动，则A、B、C三点的角速度相同，由公式，可知线速度与圆周运动的半径成正比，则A、B、C三点的线速度之比，选项BC错误；陶车的转速加快时，A、B两点的角速度仍相同，则A、B两点的线速度之比仍为，选项D错误。 3.答案：B 解析：A.线速度是矢量，匀速圆周运动中线速度大小不变，但方向沿圆周切线方向时刻变化，因此线速度随时间改变，故A错误； B.做匀速圆周运动的物体，角速度大小和方向均恒定，不随时间改变，故B正确； C.向心加速度是矢量，大小满足 故做匀速圆周运动的物体向心加速度大小保持不变，但方向始终指向圆心、时刻变化，因此向心加速度随时间改变，故C错误； D.向心力是矢量，大小满足 故做匀速圆周运动的物体向心力大小保持不变，但方向始终指向圆心、时刻变化，因此向心力随时间改变，故D错误。 故选B。 4.答案：C 解析：纽扣在转动过程中 由向心加速度 故选C。 5.答案：B 解析：设小球运动一周经过的时间为T，小球受重力和绳子张力，合力指向圆心提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 故选B。 6.答案：A 解析：A.速度过大时，合力不足以提供转弯时的向心力而做离心运动，A正确； B.由 可知，速度越大，所需要的向心力越大，B错误； CD.摩托车过弯道时所需要的向心力由地面对摩托车的摩擦力提供，CD错误。 故选A。 7.答案：A 解析：A.汽车在最低点时向心加速度向上，此时支持力大于重力，汽车处于超重状态，故A正确； B.旋转秋千装置中，根据牛顿第二定律可得 由于B的圆周运动半径大，则B绳索与竖直方向的夹角更大，根据 可知绳索对座椅B的拉力更大，故B错误； C.火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对车轮弹力水平分量充当部分向心力，故C错误； D.脱水桶原理并不是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，而是水滴受到的实际合力不足以提供所需的向心力，从而沿切线方向甩出，故D错误。 故选A。 8.答案：D 解析:AB.玩具车静止在拱桥顶端时压力等于玩具车的重力，当玩具车以一定的速度通过最高点时，合力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得 所以玩具车运动通过拱桥顶端时的示数小，故AB错误； C.玩具车运动通过拱桥顶端时，加速度方向向下，车对桥的压力小于重力，处于失重状态，故C错误； D.根据 可知玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大（未离开拱桥），示数越小，故D正确。 故选D。 9.答案：A 解析：机车的向心加速度水平向右，当机车与轨道沿斜面没有横向摩擦力时，速度最为适宜，根据牛顿第二定律 斜面的倾角正切值满足 解得 A正确，BCD错误。 故选A。 10.答案：C 解析：CD.设路面的斜角为，作出汽车的受力图，如图 根据牛顿第二定律，得 又由数学知识得到 联立解得 故D错误，C正确； B.当车速度高于时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会向外侧滑，故B错误； A.由于支持力和重力不变，则的值不变，故A错误。 故选C。 $1.如图甲，2025蛇年春节联欢晚会上，人机共舞节目《秧BOT》中转手绢的环节吸引了无数观众的目光。如图乙，手绢上O、M、N三点共线，M为ON的中点，若手绢绕中心O点匀速转动，则M、N两点的线速度大小之比为( ) A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4 2.景德镇传统圆器最重要的一道工序是做坯，如图1所示，即依据最终的器形做出大致相应的坯体，来供后期制作印坯的时候使用，制作时将泥料放在陶车上，使其做匀速圆周运动，图2中A、B、C三点到转轴的距离分别为。已知陶车1 min转过90圈，则下列说法正确的是( ) A.陶车每秒转过的角度为 B.A、B、C三点的线速度之比为1:1:1 C.A、B、C三点的角速度之比为2:1:2 D.陶车的转速加快时，A、B两点线速度的比值变大 向心加速度 物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心，这个加速度叫向心加速度。（只改变速度方向，不改变速度大小。）方向：总是沿着圆周的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直,方向时刻改变。（向心加速度越大，线速度方向改变得越快。） 表达式： 3.做匀速圆周运动的物体，不随时间改变的物理量是( ) A.线速度 B.角速度 C.向心加速度 D.向心力 4.“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为( ) A. B. C. D. 5.如图所示，长为L的轻绳上端固定于O点，下端栓接一小球（可视为质点），小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则小球运动一周经过的时间为( ) A. B. C. D. 6.如图所示，摩托车比赛中，骑手为了快速通过水平弯道，经常将车身压向内侧，俗称压弯。将摩托车过弯道看成圆周运动，下列说法正确的是( ) 合外力与运动关系  是外界提供的合外力。 （1）“供需平衡”：，匀速圆周运动，轨迹为圆周。 （2）“供不应需”：，离心运动，轨迹为曲线。 （3）“供大于需”：，近心运动，轨迹为曲线。 （4）向心力消失：，沿切线方向飞出，轨迹为直线。 A.过弯道时速度过大，摩托车会冲向赛道外侧 B.摩托车过弯道的速度越大，所需的向心力越小 C.摩托车过弯道时所需的向心力由地面的支持力提供 D.摩托车过弯道时受到的重力和支持力的合力提供向心力 7.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是( ) A.图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态 B.图2中旋转秋千在转动中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等 C.图3中火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 D.图4中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 8.实验是模拟拱形桥来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上相隔一定的距离钉个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上，关于电子秤的示数下列说法正确的是( ) A.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些 B.玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大 C.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态 D.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大（未离开拱桥），示数越小 9.近年来我国高速铁路发展迅速，“一带一路”倡议开启了高铁发展的新时 代，现已知两轨间宽度为L，内外轨高度差是h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，该弯道的设计速度最为适宜的是( ) A. B. C. D. 10.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。 汽车转弯时为临界车速时，车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则关于汽车转弯时说法正确的是( ) A.当路面结冰与未结冰相比，临界车速vc的值变小 B.车速高于临界车速时，车辆就一定会向外侧滑动 C.临界车速 D.临界车速 2025-2026学年高一物理暑假作业4-圆周运动（2） 学科网（北京）股份有限公司 答案以及解析 1.答案：B 解析：手绢绕中心O点匀速转动，M、N两点的角速度相等，根据可知，M、N两点的线速度大小之比为1:2，故B正确。 2.答案：A 解析：已知陶车1 min转过90圈，陶车的转动周期为，陶车的角速度为，陶车每秒转过的角度为，选项A正确；由于坯体随陶车做匀速圆周运动，则A、B、C三点的角速度相同，由公式，可知线速度与圆周运动的半径成正比，则A、B、C三点的线速度之比，选项BC错误；陶车的转速加快时，A、B两点的角速度仍相同，则A、B两点的线速度之比仍为，选项D错误。 3.答案：B 解析：A.线速度是矢量，匀速圆周运动中线速度大小不变，但方向沿圆周切线方向时刻变化，因此线速度随时间改变，故A错误； B.做匀速圆周运动的物体，角速度大小和方向均恒定，不随时间改变，故B正确； C.向心加速度是矢量，大小满足 故做匀速圆周运动的物体向心加速度大小保持不变，但方向始终指向圆心、时刻变化，因此向心加速度随时间改变，故C错误； D.向心力是矢量，大小满足 故做匀速圆周运动的物体向心力大小保持不变，但方向始终指向圆心、时刻变化，因此向心力随时间改变，故D错误。 故选B。 4.答案：C 解析：纽扣在转动过程中 由向心加速度 故选C。 5.答案：B 解析：设小球运动一周经过的时间为T，小球受重力和绳子张力，合力指向圆心提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 故选B。 6.答案：A 解析：A.速度过大时，合力不足以提供转弯时的向心力而做离心运动，A正确； B.由 可知，速度越大，所需要的向心力越大，B错误； CD.摩托车过弯道时所需要的向心力由地面对摩托车的摩擦力提供，CD错误。 故选A。 7.答案：A 解析：A.汽车在最低点时向心加速度向上，此时支持力大于重力，汽车处于超重状态，故A正确； B.旋转秋千装置中，根据牛顿第二定律可得 由于B的圆周运动半径大，则B绳索与竖直方向的夹角更大，根据 可知绳索对座椅B的拉力更大，故B错误； C.火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对车轮弹力水平分量充当部分向心力，故C错误； D.脱水桶原理并不是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，而是水滴受到的实际合力不足以提供所需的向心力，从而沿切线方向甩出，故D错误。 故选A。 8.答案：D 解析:AB.玩具车静止在拱桥顶端时压力等于玩具车的重力，当玩具车以一定的速度通过最高点时，合力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得 所以玩具车运动通过拱桥顶端时的示数小，故AB错误； C.玩具车运动通过拱桥顶端时，加速度方向向下，车对桥的压力小于重力，处于失重状态，故C错误； D.根据 可知玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大（未离开拱桥），示数越小，故D正确。 故选D。 9.答案：A 解析：机车的向心加速度水平向右，当机车与轨道沿斜面没有横向摩擦力时，速度最为适宜，根据牛顿第二定律 斜面的倾角正切值满足 解得 A正确，BCD错误。 故选A。 10.答案：C 解析：CD.设路面的斜角为，作出汽车的受力图，如图 根据牛顿第二定律，得 又由数学知识得到 联立解得 故D错误，C正确； B.当车速度高于时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会向外侧滑，故B错误； A.由于支持力和重力不变，则的值不变，故A错误。 故选C。 $