转盘、圆锥摆、汽车与飞机转弯模型（水平面内的圆周运动）-2024年高考物理一轮复习考点通关卷含答案.pdf

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1、转盘、圆锥摆、汽车与飞机转弯模型(水平面内的圆周运动)转盘、圆锥摆、汽车与飞机转弯模型(水平面内的圆周运动)建议用时：5建议用时：50分钟考点序号考点序号考点考点题型分布题型分布考点1转盘模型及其临界条件转盘模型及其临界条件4单选+1多选+1解答考点2圆锥摆模型及其临界条件圆锥摆模型及其临界条件3单选+1多选+1解答考点3汽车、飞机转弯模型及其临界条件汽车、飞机转弯模型及其临界条件5单选+2多选考点01：考点01：转盘模型及其临界条件转盘模型及其临界条件(4单选+1多选+1解答)一、单选题一、单选题1(2023江西九江统考三模)如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着质量相等的两个物体

2、A和B，通过细线相连，B放在转轴的圆心上，它们与圆盘间的动摩擦因数相同(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。现逐渐增大圆盘的转速，当圆盘转速增加到两物体刚要发生滑动时烧断细线，则()A.物体A沿半径方向滑离圆盘B.物体A沿切线方向滑离圆盘C.物体A仍随圆盘一起做圆周运动D.物体A受到的摩擦力大小不变2(2023江苏盐城盐城市伍佑中学校考模拟预测)如图所示为水平圆盘的俯视图，圆盘上距中心轴O为r处有一质量为m的小物块。某时刻起圆盘绕轴O转动，角速度从0增大至，小物块始终相对圆盘静止。已知圆盘的动摩擦因数为、重力加速度为g，此过程小物块所受的摩擦力()A.方向始终指向O点B.大小始终为mgC.冲量大小为

3、mrD.做功为零3(2023新疆统考三模)如图甲所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用轻质细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为2r和3r，两物体与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若初始时绳子恰好拉直但没有拉力，现增大转盘角速度让转盘做匀速圆周运动，但两物体还未发生相对滑动，这一过程A与B所受摩擦力 f的大小与2的大小关系图像如图乙所示，下列关系式正确的是()1转盘、圆锥摆、汽车与飞机转弯模型（水平面内的圆周运动）-2024年高考物理一轮复习考点通关卷A.222=321B.22=221C.222=521D.22=3214(2023上海宝山

4、统考二模)如图所示，M能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连架装在离心机上，用绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。当离心机以角速度在水平面内绕竖直轴转动时，M离轴距离为r，且恰能作匀速圆周运动。若m增至原来的2倍，保持r不变，为使M仍能作匀速圆周运动，则离心机的角速度要变为原来的()A.1倍B.2 倍C.2倍D.4倍二、多选题二、多选题5(2023福建厦门厦门一中校考三模)如图所示，两个质量相同的小物块A、B(可视为质点)，用一根长为3l的细线(不计质量)相连，放在绝缘的水平圆形转台的一条直径上，A、B与转台间的动摩擦因数都是。转台可绕过圆心的竖直轴OO以角速度逆时针转动(俯视)，且A、B到转轴的

5、距离分别为l和2l。初始时，A、B间的连接细线恰好拉直但没有张力，转台的角速度极为缓慢地增大，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则()A.当gl时，连接细线不会产生张力B.当g2lgl时，随着的缓慢增大，物块A所受的静摩擦力逐渐减小C.若A、B带有等量的正电荷，在空间中加上竖直向上的匀强磁场，当=2gl时，物块A、B一定会和转台保持相对静止D.若A、B带有等量的正电荷，在空间中加上竖直向上的匀强磁场，当=2gl时，物块A、B已经与转台发生相对滑动三、解答题三、解答题26(2023北京丰台统考一模)如图所示，一圆盘在水平面内绕过圆盘中心的轴匀速转动，角速度是2.0rad/s。盘面上距

6、圆盘中心10cm的位置有一个质量为0.1kg的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。小物体与圆盘之间的动摩擦因数=0.4，两者之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：(1)小物体随圆盘匀速转动时所需向心力的大小F；(2)要使小物体在圆盘上不发生相对滑动，圆盘角速度的最大值m；(3)若圆盘由静止开始转动，逐渐增大圆盘的角速度，小物体从圆盘的边缘飞出，经过0.4s落地，落地点距飞出点在地面投影点的距离为40cm。在此过程中，摩擦力对小物体所做的功W。考点考点0202：圆锥摆模型及其临界条件圆锥摆模型及其临界条件(3单选+1多选+1解答)一、单选题一、单选题7(2023四川凉山统

7、考三模)如图所示，甲、乙两个质量相同的小球(视为质点)用等长轻质细线1、2连接，悬挂在天花板上的O点，两球在各自的水平面内做匀速圆周运动，并处于相对静止状态，细线与竖直方向的夹角分别为、(、非常小，可以取tan=sin=，tan=sin=)。则()A.=B.甲、乙两球的动量之比为1:2C.甲、乙两球的向心力之比为1:2D.细线1、2拉力的竖直分力之比为1:28(2023江西上饶校联考二模)如图所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为l的轻质细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轨迹圆圆心为O，重力加速度为g。下列说法正确的是()3A.细线与竖直方向夹角为时，小球运动的角速度大小为gta

8、nlB.保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越短C.保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越长D.保持细线与竖直方向夹角不变时，细线越短，小球运动的角速度越大9(2023河北张家口张家口市宣化第一中学校考三模)如图所示，足够大光滑的桌面上有个光滑的小孔O，一根轻绳穿过小孔两端各系着质量分别为m1和m2的两个物体，它们分别以O、O点为圆心以相同角速度做匀速圆周运动，半径分别是r1、r2，m1和m2到O点的绳长分别为l1和l2，下列说法正确的是()A.m1和m2做圆周运动的所需要的向心力大小相同B.剪断细绳，m1做匀速直线运动，m2做自由落体运

9、动C.m1和m2做圆周运动的半径之比为m1m2D.m1和m2做圆周运动的绳长之比为m2m1二、多选题二、多选题10(2023福建厦门厦门外国语学校校考模拟预测)智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，下列说法正确的是()A.匀速转动时，配重受到

10、的合力恒定不变B.若增大转速，腰带受到的合力不变C.当稳定在37时，配重的角速度为=15rad/sD.当由37缓慢增加到53的过程中，绳子对配重做正功三、解答题三、解答题411(2023山西阳泉统考三模)一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为=53，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数=0.8，石块与圆锥体顶点0的距离L=3m，石块的质量为m=20kg，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度g=10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6求：(1)若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小；(2)若石块随圆锥体一起以

11、角速度=0.2rad/s绕轴线做匀速圆周运动，石块受到的摩擦力的大小考点考点3 3：汽车、飞机转弯模型及其临界条件汽车、飞机转弯模型及其临界条件(5单选+2多选)一、单选题一、单选题12(2023浙江金华统考三模)汽车的车厢地面上水平放着一个内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直如图乙所示，当汽车匀速通过三个半径依次变小的圆形弯道时木箱及箱内工件均保持相对静止。从汽车行驶方向上看下列分析判断正确的是()A.Q和M对P的支持力大小始终相等B.汽车过A、B、C三点时工件P受到的合外力大小相等C.汽车过A点时，汽车重心的角速度最大D.汽车过A、C两点时，M对P的支持力大于Q对P的支持力13

12、(2023辽宁沈阳东北育才学校校考一模)港珠澳大桥总长约55km，是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的路海大桥。如图所示，该路段是港珠澳大桥的一段半径R=150m的圆弧形弯道，总质量m=1500kg的汽车通过该圆弧形弯道时以速度v=72km/h做匀速圆周运动(汽车可视为质点，路面视为水平且不考虑车道的宽度)。已知路面与汽车轮胎间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的35，取重力加速度大小g=10m/s2，则()A.汽车过该弯道时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B.汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为4000NC.汽车过该弯道时的向心加速度大小为3m/s2D.汽车能安全通过该弯道

13、的最大速度为40m/s514(2023河北沧州河北省吴桥中学校考模拟预测)2021年3月27日，我国花样滑冰运动员陈虹伊，在2021世界花样滑冰锦标赛上以162.79分的总成绩排在女子单人滑第二十一名。如图甲是我国奥运冠军花样滑冰运动员陈虹伊在赛场上的情形，假设在比赛的某段时间她单脚着地，以速度v做匀速圆周运动，如图乙冰鞋与冰面间的夹角为37，陈虹伊的质量为m，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8，不计冰鞋对陈虹伊的摩擦，下列说法正确的是()A.陈虹伊受重力、冰鞋的支持力、向心力的作用B.冰鞋对陈虹伊的支持力大小为53mgC.陈虹伊做匀速圆周运动的半径为4v23gD.陈虹伊做

14、匀速圆周运动的向心加速度大小为43g15(2023上海虹口统考二模)如图，钢架雪车比赛中，雪车以速率v通过截面为四分之一圆弧的弯道，弯道半径为R，不计雪车受到冰面摩擦力。在此情况中()A.运动员和雪车所受合外力为零B.轨道对雪车的弹力为其转弯的向心力C.若仅增大v，则雪车离轨道底部更高D.若仅增大R，则雪车离轨道底部更高16(2023上海杨浦统考二模)如图，飞机在水平面内做半径为180米的匀速盘旋表演，机身倾斜，飞机速率为60m/s。重力加速度g取10m/s2。若飞机在竖直平面内获得的升力与机翼垂直，则()A.机翼与竖直方向的倾角约为56.3B.机翼与水平方向的倾角约为26.6C.飞行员对座椅

15、的作用力约为自身重力的1.1倍D.飞行员对座椅的作用力约为自身重力的2.2倍6二、多选题二、多选题17(2023海南海口校考模拟预测)某学生尝试用所学过的物理知识去解释下列情景。图甲为起重机匀速吊重物时的工作场景；图乙为汽车突然加速时窗帘可以在无人操作的情况下自己拉开；图丙是火车在轨道上转弯时的场景；图丁为打羽毛球时的场景。下列说法正确的是()A.图甲中货物被匀速吊起时，其机械能守恒B.图乙中窗帘能自己拉开是由于惯性的原因C.图丙中火车转弯处轨道内低外高以减小火车轮缘对外轨的压力D.图丁中羽毛球从最高点下落的运动过程可以认为是平抛运动18(2023吉林长春长春市第二中学校考模拟预测)2022年

16、2月5日，由曲春雨、范可新、张雨婷、武大靖、任子威组成的短道速滑混合接力队夺得中国在本次冬奥会的首枚金牌如图所示，若将武大靖在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受与冰面夹角为(蹬冰角)的支持力，不计一切摩擦，弯道半径为R，重力加速度为g。以下说法正确的是()A.武大靖转弯时速度的大小为gRtanB.武大靖转弯时速度的大小为gRtanC.若武大靖转弯速度变大则需要增大蹬冰角D.若武大靖转弯速度变大则需要减小蹬冰角7转盘、圆锥摆、汽车与飞机转弯模型转盘、圆锥摆、汽车与飞机转弯模型(水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动)建议用时：建议用时：5 50分钟考点

17、序号考点序号考点考点题型分布题型分布考点1转盘模型及其临界条件转盘模型及其临界条件4单选+1多选+1解答考点2圆锥摆模型及其临界条件圆锥摆模型及其临界条件3单选+1多选+1解答考点3汽车、飞机转弯模型及其临界条件汽车、飞机转弯模型及其临界条件5单选+2多选考点考点0101：转盘模型及其临界条件转盘模型及其临界条件(4单选+1多选+1解答)一、单选题一、单选题1(2023江西九江统考三模)如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着质量相等的两个物体A和B，通过细线相连，B放在转轴的圆心上，它们与圆盘间的动摩擦因数相同(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。现逐渐增大圆盘的转速，当圆盘转速增加到两物

18、体刚要发生滑动时烧断细线，则()A.物体A沿半径方向滑离圆盘B.物体A沿切线方向滑离圆盘C.物体A仍随圆盘一起做圆周运动D.物体A受到的摩擦力大小不变【答案】D【详解】当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，B靠指向圆心的静摩擦力和拉力的合力提供向心力，所以烧断细线后，A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，A要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，但是B所需要的向心力小于B的最大静摩擦力，所以B仍保持相对圆盘静止状态，做匀速圆周运动，且静摩擦力比绳子烧断前减小。故选D。2(2023江苏盐城盐城市伍佑中学校考模拟预

19、测)如图所示为水平圆盘的俯视图，圆盘上距中心轴O为r处有一质量为m的小物块。某时刻起圆盘绕轴O转动，角速度从0增大至，小物块始终相对圆盘静止。已知圆盘的动摩擦因数为、重力加速度为g，此过程小物块所受的摩擦力()A.方向始终指向O点B.大小始终为mgC.冲量大小为mrD.做功为零【答案】C1【详解】A由于小物块在水平面上做圆周运动，则小物块的重力与圆盘的支持力平衡，小物体始终相对圆盘静止，因此小物块，所受外力的合力等于圆盘对其的静摩擦力，由于角速度从0增大至，则小物块做变速圆周运动，静摩擦力沿径向的分力提供向心力，沿切向的分力使物块线速度增大，即此过程小物块所受的摩擦力不指向圆心，故A错误；B根

20、据上述可知，小物块所受摩擦力为静摩擦力，随角速度的增大，该静摩擦力也逐渐增大，故B错误；C根据上述，小物块所受合力等于摩擦力，根据动量定理有I=mv-0由于v=r则有I=mr故C正确；D小物块动能增大，根据动能定理有W=12mv=12m2r2可知。摩擦力做功不为零，故D错误。故选C。3(2023新疆统考三模)如图甲所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用轻质细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为2r和3r，两物体与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若初始时绳子恰好拉直但没有拉力，现增大转盘角速度让转盘做匀速圆周运动，但两物体还未发生相对滑动，

21、这一过程A与B所受摩擦力 f的大小与2的大小关系图像如图乙所示，下列关系式正确的是()A.222=321B.22=221C.222=521D.22=321【答案】D【详解】由题意可知，因为物体A和B分居圆心两侧，与圆心距离分别为2r和3r，两个物体都没滑动之前，都受静摩擦力的作用，与2成正比，由于B物体到圆心的距离大，故B物体先达到滑动摩擦力，摩擦力大小不变为mg=m3r12角速度达到1后绳子出现拉力，在角速度为2时，设绳子拉力为T，对B有T+mg=m3r22对A有T=m2r22解得22=321故选D。24(2023上海宝山统考二模)如图所示，M能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连架装在离心机上，用

22、绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。当离心机以角速度在水平面内绕竖直轴转动时，M离轴距离为r，且恰能作匀速圆周运动。若m增至原来的2倍，保持r不变，为使M仍能作匀速圆周运动，则离心机的角速度要变为原来的()A.1倍B.2 倍C.2倍D.4倍【答案】B【详解】当离心机以角速度在水平面内绕竖直轴转动时，质量为m的物体处于静止状态，根据牛顿第二定律，有mg=M2r若m增至原来的2倍，保持r不变，M仍能作匀速圆周运动，同理有2mg=M2r联立解得=2故选B。二、多选题二、多选题5(2023福建厦门厦门一中校考三模)如图所示，两个质量相同的小物块A、B(可视为质点)，用一根长为3l的细线(不计质量)

23、相连，放在绝缘的水平圆形转台的一条直径上，A、B与转台间的动摩擦因数都是。转台可绕过圆心的竖直轴OO以角速度逆时针转动(俯视)，且A、B到转轴的距离分别为l和2l。初始时，A、B间的连接细线恰好拉直但没有张力，转台的角速度极为缓慢地增大，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则()A.当gl时，连接细线不会产生张力B.当g2lg2l时，细线产生张力，故A错误；B当从g2l继续增大时，B所需向心力是A的两倍，由受力分析可知，A所受指向圆心的静摩擦力将减小，当A所受静摩擦力为0时，对B有mg+T=m222l对A有T=m22l联立可得2=gl可知当g2l0的情况下，所解得的比2gl小，当=2

24、gl时，物块A、B已经与转台发生相对滑动，故C错误，D正确。故选BD。三、解答题三、解答题6(2023北京丰台统考一模)如图所示，一圆盘在水平面内绕过圆盘中心的轴匀速转动，角速度是2.0rad/s。盘面上距圆盘中心10cm的位置有一个质量为0.1kg的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。小物体与圆盘之间的动摩擦因数=0.4，两者之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：(1)小物体随圆盘匀速转动时所需向心力的大小F；(2)要使小物体在圆盘上不发生相对滑动，圆盘角速度的最大值m；(3)若圆盘由静止开始转动，逐渐增大圆盘的角速度，小物体从圆盘的边缘飞出，经过0.4s落地，落地点

25、距飞出点在地面投影点的距离为40cm。在此过程中，摩擦力对小物体所做的功W。4【答案】(1)0.04N；(2)2 10rad/s；(3)0.05J【详解】(1)根据题意，由向心力公式F=m2r可得，小物体随圆盘匀速转动时所需向心力的大小为F=0.04N(2)根据题意可知，当小物体的向心力等于最大静摩擦力时，即将发生相对滑动，此时圆盘的角速度最大，则有mg=m2mr解得m=2 10rad/s(3)小物体飞出后做平抛运动，由平抛运动规律有v=xt解得v=1m/s小物体由静止到飞出的过程中，由动能定理有W=12mv2解得W=0.05J考点考点0202：圆锥摆模型及其临界条件圆锥摆模型及其临界条件(3

26、单选+1多选+1解答)一、单选题一、单选题7(2023四川凉山统考三模)如图所示，甲、乙两个质量相同的小球(视为质点)用等长轻质细线1、2连接，悬挂在天花板上的O点，两球在各自的水平面内做匀速圆周运动，并处于相对静止状态，细线与竖直方向的夹角分别为、(、非常小，可以取tan=sin=，tan=sin=)。则()A.=B.甲、乙两球的动量之比为1:2C.甲、乙两球的向心力之比为1:2D.细线1、2拉力的竖直分力之比为1:2【答案】D【详解】A甲、乙相对静止做稳定的匀速圆周运动，每转一圈需要的时间相同，角速度相等设为，设细线1、2的长度均为L，拉力分别T1、T2，设甲、乙的质量均为m，对乙进行受力

27、分析，把T1分别沿竖直方向和水平方向分解，则有T1cos=mgT1sin=m2L sin+sin对甲、乙组成的整体进行受力分析，把T2分别沿竖直方向和水平方向分解，则有T2cos=2mgT2sin=m2L sin+sin+m2Lsin5联立以上式子解得=2故A项错误；B根据v甲=Lsinv乙=Lsin+Lsin结合之前的分析可得v甲v乙=2-1故B项错误；C对甲球受力分析有F向甲=m2Lsin对乙球同理有F向乙=m2L sin+sin结合之前的分析解得F向甲F向乙=12+1故C项错误；D由之前的分析可知，两细线竖直方向分力分别为T1y=T1cos=mgT2y=T2cos=2mg解得T1yT2y

28、=12故D项正确。故选D。8(2023江西上饶校联考二模)如图所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为l的轻质细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轨迹圆圆心为O，重力加速度为g。下列说法正确的是()A.细线与竖直方向夹角为时，小球运动的角速度大小为gtanlB.保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越短C.保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越长D.保持细线与竖直方向夹角不变时，细线越短，小球运动的角速度越大6【答案】D【详解】AD细线与竖直方向夹角为时，有mgtan=m2lsin解得=glcos保持细线与竖直方向夹角不变时，细线

29、越短，小球运动的角速度越大，故A错误，D正确；BC保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，改变绳长l，根据牛顿第二定律得mgtan=m2htan解得=gh则周期T=2=2hg可知周期T与细线长度无关，故BC错误。故选D。9(2023河北张家口张家口市宣化第一中学校考三模)如图所示，足够大光滑的桌面上有个光滑的小孔O，一根轻绳穿过小孔两端各系着质量分别为m1和m2的两个物体，它们分别以O、O点为圆心以相同角速度做匀速圆周运动，半径分别是r1、r2，m1和m2到O点的绳长分别为l1和l2，下列说法正确的是()A.m1和m2做圆周运动的所需要的向心力大小相同B.剪断细绳，m1做匀速直线运动，m2做自

30、由落体运动C.m1和m2做圆周运动的半径之比为m1m2D.m1和m2做圆周运动的绳长之比为m2m1【答案】D【详解】A设绳子的拉力为T，则m1做圆周运动所需要的向心力大小等于T；m2做圆周运动所需要的向心力大小等于T沿水平方向的分量，故A错误；CD对m1，由牛顿第二定律得T=m12r1=m12l1对m2，设绳子与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得Tsin=m22r2=m22l2sin联立可得m1和m2做圆周运动的半径之比为r1r2=m2m1sin7m1和m2做圆周运动的绳长之比为l1l2=m2m1故C错误，D正确；B剪断细绳后m1在桌面上沿线速度方向做匀速直线运动，m2做平拋运动，故B错误。故

31、选D。二、多选题二、多选题10(2023福建厦门厦门外国语学校校考模拟预测)智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，下列说法正确的是()A.匀速转动时，配重受到的合力恒定不变B.若增大转速，腰带受到的合力不变C.当稳定在37时，配重的角速度为=

32、15rad/sD.当由37缓慢增加到53的过程中，绳子对配重做正功【答案】CD【详解】A匀速转动时，配重做匀速圆周运动，合力大小不变，但方向在变化，故A错误；B运动过程中腰带可看作不动，所以腰带合力始终为零，故B错误；C对配重，由牛顿第二定律mgtan=m2(lsin+r)即=gtanlsin+r当稳定在37时，解得=15rad/s故C正确；D由C中公式可知，当稳定在53时，角速度大于稳定在37时的角速度，配重圆周半径也增大，速度增大，动能增大，同时高度上升，重力势能增大，所以机械能增大；由功能关系，由37缓慢增加到53的过程中，绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量，所以绳子对配重做正功，故

33、D正确。故选CD。三、解答题三、解答题11(2023山西阳泉统考三模)一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴8线之间的夹角为=53，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数=0.8，石块与圆锥体顶点0的距离L=3m，石块的质量为m=20kg，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度g=10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6求：(1)若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小；(2)若石块随圆锥体一起以角速度=0.2rad/s绕轴线做匀速圆周运动，石块受到的摩擦力的大小【答案】(1)120N；(2)121.536N【详解】(1)若圆

34、锥体与石块均静止，石块的受力分析如图所示因mgsinmgcos故石块受到锥面的摩擦力大小Ff=mgcosFf=120N(2)当圆锥体与石块一起以角速度=0.2rad/s绕轴线做匀速圆周运动时，石块的受力分析如答图所示竖直方向有Ffcos+FNsin-mg=0水平方向有Ffsin-FNcos=m2Lsin解得Ff=121.536N考点考点3 3：汽车、飞机转弯模型及其临界条件汽车、飞机转弯模型及其临界条件(5单选+2多选)一、单选题一、单选题912(2023浙江金华统考三模)汽车的车厢地面上水平放着一个内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直如图乙所示，当汽车匀速通过三个半径依次变小的圆

35、形弯道时木箱及箱内工件均保持相对静止。从汽车行驶方向上看下列分析判断正确的是()A.Q和M对P的支持力大小始终相等B.汽车过A、B、C三点时工件P受到的合外力大小相等C.汽车过A点时，汽车重心的角速度最大D.汽车过A、C两点时，M对P的支持力大于Q对P的支持力【答案】D【详解】A汽车过A、B、C三点时，做匀速圆周运动，合外力指向圆弧的圆心，故对P分析，AC两点合外力向左，B点合外力向右，Q和M对P的支持力大小不是始终相等，A错误。B汽车过A、B、C三点时的圆弧轨道半径不同，根据合外力提供向心力得，F合=mv2r当汽车匀速通过三个半径依次变小的圆形弯道时，工件P受到的合外力大小依次在增大，B错误

36、；C汽车过A点时，由角速度与线速度关系=vr得，在A点圆弧轨道半径最大，汽车重心的角速度应该最小，C错误；D汽车过A、C两点时，所受的合外力向左，故M对P的支持力大于Q对P的支持力，D正确。故选D。13(2023辽宁沈阳东北育才学校校考一模)港珠澳大桥总长约55km，是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的路海大桥。如图所示，该路段是港珠澳大桥的一段半径R=150m的圆弧形弯道，总质量m=1500kg的汽车通过该圆弧形弯道时以速度v=72km/h做匀速圆周运动(汽车可视为质点，路面视为水平且不考虑车道的宽度)。已知路面与汽车轮胎间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的35，取重力加

37、速度大小g=10m/s2，则()A.汽车过该弯道时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B.汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为4000NC.汽车过该弯道时的向心加速度大小为3m/s2D.汽车能安全通过该弯道的最大速度为40m/s【答案】B【详解】A汽车过该弯道时受到重力、支持力和摩擦力作用，摩擦力提供做圆周运动的向心力，选项A错误；10B汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为f=mv2R=1500202150N=4000N选项B正确；C汽车过该弯道时的向心加速度大小为a=v2R=202150m/s2=83m/s2选项C错误；D汽车能安全通过该弯道速度最大时满足35mg=mv2mR解得vm=30m/s

38、选项D错误。故选B。14(2023河北沧州河北省吴桥中学校考模拟预测)2021年3月27日，我国花样滑冰运动员陈虹伊，在2021世界花样滑冰锦标赛上以162.79分的总成绩排在女子单人滑第二十一名。如图甲是我国奥运冠军花样滑冰运动员陈虹伊在赛场上的情形，假设在比赛的某段时间她单脚着地，以速度v做匀速圆周运动，如图乙冰鞋与冰面间的夹角为37，陈虹伊的质量为m，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8，不计冰鞋对陈虹伊的摩擦，下列说法正确的是()A.陈虹伊受重力、冰鞋的支持力、向心力的作用B.冰鞋对陈虹伊的支持力大小为53mgC.陈虹伊做匀速圆周运动的半径为4v23gD.陈虹伊做匀速

39、圆周运动的向心加速度大小为43g【答案】C【详解】A陈虹伊此时只受到重力和冰鞋的支持力的作用，A错误；BCD陈虹伊受到的力如图所示11x轴方向有FNsin37=ma=mv2ry轴方向有FNcos37=mg联立解得FN=1.25mg，r=4v23g，a=34g故B、D错误，C正确。故选C。15(2023上海虹口统考二模)如图，钢架雪车比赛中，雪车以速率v通过截面为四分之一圆弧的弯道，弯道半径为R，不计雪车受到冰面摩擦力。在此情况中()A.运动员和雪车所受合外力为零B.轨道对雪车的弹力为其转弯的向心力C.若仅增大v，则雪车离轨道底部更高D.若仅增大R，则雪车离轨道底部更高【答案】C【详解】A运动员

40、和雪车在圆弧弯道内做圆周运动，处于非平衡状态，所受合力不为0，故A不符合题意；B轨道对雪车的弹力与运动员和雪车重力的合力为其转弯的向心力，故B不符合题意；C若仅增大v，雪车做圆周运动所需要的向心力变大，轨道对雪车的支持力变大，则雪车离轨道底部更高，故C符合题意；D若仅增大R，雪车做圆周运动所需要的向心力变小，轨道对雪车的支持力变小，则雪车离轨道底部更低，故D不符合题意。故选C。16(2023上海杨浦统考二模)如图，飞机在水平面内做半径为180米的匀速盘旋表演，机身倾斜，飞机速率为60m/s。重力加速度g取10m/s2。若飞机在竖直平面内获得的升力与机翼垂直，则()12A.机翼与竖直方向的倾角约

41、为56.3B.机翼与水平方向的倾角约为26.6C.飞行员对座椅的作用力约为自身重力的1.1倍D.飞行员对座椅的作用力约为自身重力的2.2倍【答案】D【详解】AB设机翼与水平方向的夹角为，对飞机由牛顿第二定律，mgtan=mv2r得tan=2tan60=3说明60，AB错误；CD对飞行员cos=m0gFN=15得FN2.2m0gC错误，D正确。故选D。二、多选题二、多选题17(2023海南海口校考模拟预测)某学生尝试用所学过的物理知识去解释下列情景。图甲为起重机匀速吊重物时的工作场景；图乙为汽车突然加速时窗帘可以在无人操作的情况下自己拉开；图丙是火车在轨道上转弯时的场景；图丁为打羽毛球时的场景。

42、下列说法正确的是()A.图甲中货物被匀速吊起时，其机械能守恒B.图乙中窗帘能自己拉开是由于惯性的原因C.图丙中火车转弯处轨道内低外高以减小火车轮缘对外轨的压力D.图丁中羽毛球从最高点下落的运动过程可以认为是平抛运动【答案】BC【详解】A货物动能不变，重力势能增加，机械能增加，A项错误；B汽车在突然启动，或者紧急刹车时，有可能观察到这种现象，这是由于物体本身具有惯性导致的，B项正确；C火车转弯处轨道内低外高，可让火车重力、支持力的合力充当向心力，能够防止火车脱轨，还能减小火13车轮缘对外轨的压力从而减少外轨磨损增加轨道使用寿命，C项正确；D实际情景中，羽毛球的运动不能忽略空气阻力，不能认为是平抛

43、运动。D项错误。故选BC。18(2023吉林长春长春市第二中学校考模拟预测)2022年2月5日，由曲春雨、范可新、张雨婷、武大靖、任子威组成的短道速滑混合接力队夺得中国在本次冬奥会的首枚金牌如图所示，若将武大靖在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受与冰面夹角为(蹬冰角)的支持力，不计一切摩擦，弯道半径为R，重力加速度为g。以下说法正确的是()A.武大靖转弯时速度的大小为gRtanB.武大靖转弯时速度的大小为gRtanC.若武大靖转弯速度变大则需要增大蹬冰角D.若武大靖转弯速度变大则需要减小蹬冰角【答案】AD【详解】AB依题意，武大靖转弯时，根据牛顿第二定律有Fn=mgtan=mv2R可得其转弯时速度的大小为v=gRtan故A正确，B错误；CD依题意，根据武大靖转弯时速度的大小v=gRtan可知，若减小蹬冰角，则tan减小，武大靖转弯速度v将变大，故C错误，D正确。故选AD。14