第3章 第3节 离心现象 作业本（配套课件）-【顶尖课课练】2026-2027学年高中物理必修第二册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦圆周运动中的离心现象及规律，从火车转弯、赛车弯道等生活实例切入，衔接匀速圆周运动知识，通过夯实基础题（如轨道高度差、临界速度）到提升能力题（如管道模型、离心测速器）搭建学习支架。 其亮点是以生活情境和模型建构为载体，融合物理观念（运动与相互作用）和科学思维（模型建构、科学推理），如摩天轮乘客超重失重分析、轻杆模型临界速度计算。采用分层练习设计，学生能深化对向心力来源的理解，教师可通过实例教学提升课堂效率。

作业本 第3章 圆周运动 第3节 离心现象 《顶尖课课练·物理（必修 第二册）（鲁科版）》配套课件 1 （限时45分钟） 2 夯实基础 1.（双选）火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动，火车速度 提高会使外轨受损。为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，下列措 施可行的是( ) BD A. 适当减小内外轨的高度差 B. 适当增加内外轨的高度差 C. 适当减小弯道半径 D. 适当增大弯道半径 3 2.在世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道 上冲出跑道，其原因是( ) C A. 由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘造成的 B. 由于赛车行驶到弯道时，没有及时加速造成的 C. 由于赛车行驶到弯道时，没有及时减速造成的 D. 由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的 4 3.某高速公路弯道处设计为内侧低外侧高的圆弧弯道，使路面与水平面 有一倾角 ，弯道半径为 。当汽车在该弯道处沿侧向的摩擦力恰为零 时，汽车转弯的速度为（重力加速度为 ）( ) A A. B. C. D. 安全速度与汽车的质量有关 5 4.如图所示为水上摩天轮的照片。假如乘客在轿厢中，随转轮始终不停 地匀速转动，环绕一周需 。下列关于轿厢中乘客的说法正确的 是( ) D A. 乘客受到的合外力为零 B. 乘客在乘坐过程中速度保持不变 C. 乘客对座椅的压力大小不变 D. 从最低点到最高点的过程中，乘客先超重 后失重 6 5.如图所示，用轻绳一端拴一小球，绕另一端 在 竖直平面内做圆周运动。若绳子不够结实，则运动 过程中绳子最易断的位置是小球运动到( ) B A. 最高点 B. 最低点 C. 两侧与圆心等高处 D. 无法确定 7 6.如图所示，质量为 的小球固定在杆的一端，在 竖直面内绕杆的另一端做圆周运动。当小球运动 到最高点时，瞬时速度，是球心到 点 的距离，则球对杆的作用力是( ) B A. 拉力，大小为 B. 压力，大小为 C. 0 D. 压力，大小为 8 7.如图所示，细绳穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球 在 高度处的水平面内做匀速圆周运动。现用力将细绳缓 慢下拉，使小球在 高度处的水平面内做匀速圆周运动， 不计一切摩擦，则( ) C A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力 9 8.质量为的小汽车驶过一座半径为 的圆形拱桥，到达桥顶时 的速度为。重力加速度取 ，问： （1）汽车在桥顶时对桥的压力是多大？ 答案 汽车在最高点时重力与支持力的合力提供向心力。 。 。 由牛顿第三定律可知，汽车对桥的压力 （竖直向下）。 10 （2）如果要求汽车到达桥顶时对桥的压力为零，且车不脱离桥面，到 达桥顶时的速度应是多大？ 答案 当汽车对桥面压力恰好为0时，有 ， 。 11 提升能力 9.（双选）如图所示，小球 在竖直放置的光滑的 圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是 （重力加速度为 ）( ) BD A. 小球通过最高点时的最小速度是 B. 小球通过最高点时的最小速度为零 C. 小球在水平线 以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力 D. 小球在水平线 以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力 12 10.质量为 的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不 脱离轨道的临界速度为，则当小球以 速度经过最高点时，小球对轨 道的压力大小为（重力加速度为 ）( ) C A. 0 B. C. D. 13 11.如图所示是半径为 的竖直光滑圆形轨道，将一玩具小车放到与轨道 圆心处于同一水平面的 点，并给小车一竖直向下的初速度，使小车 沿轨道内侧做圆周运动。要使小车不脱离轨道，则在 处使小车获得竖 直向下的最小初速度应为（重力加速度为 ）( ) C A. B. C. D. 14 12.（双选）如图甲所示，轻杆一端固定在 点，另一端固定一小球，现 让小球在竖直平面内做半径为 的圆周运动。小球运动到最高点时，受 到的弹力为，速度大小为，其 图像如图乙所示，则( ) 甲 乙 15 A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 时，小球对杆的弹力方向向下 D. 时，小球受到的弹力与重力大小相等 √ √ 13.游乐园里过山车原理的示意图如图所 示。设过山车的总质量为 ，由静止从 高为的斜轨顶端 点开始下滑，到半径 为的圆形轨道最高点 时恰好对轨道没 有压力，重力加速度为 。求： （1）过山车在圆形轨道最高点时的速度大小 。 答案 在 点，由牛顿第二定律和向心力公式有 ，得 。 17 （2）过山车从到过程中克服阻力所做的功 。 答案 由动能定理有 ， 得 。 18 14.一种离心测速器的简化工作原理如图 所示。细杆的一端固定在竖直转轴 上 的 点，并可随轴一起转动。杆上套有一 轻质弹簧，弹簧一端固定于 点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测 速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆 匀速转动的角速度。已知细杆长度，杆与竖直转轴的夹角 始终为 ，弹簧原长，弹簧劲度系数 ，圆环 质量；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取 ， 摩擦力可忽略不计。 19 （1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到 点的距离; 答案 圆环处于静止状态时，设弹簧形变量为 ，由平衡条件可得 ，所以圆环到点距离 。 （2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小; 甲 答案 弹簧处于原长时，圆环受力如图甲所 示，由牛顿第二定律得 ，其中 ，代入数据解得 。 （3）求圆环处于细杆末端 时，细杆匀速转动的角速度大小。 乙 答案 圆环在 点时，弹簧伸长量 ，圆环受力如图乙所示。 根据牛顿运动定律，在水平方向有 ，在 竖直方向有 ，其 中 ，代入数据解得 。 $