专题05圆周运动的“新情景问题”—备战2023年高考复习必备（全国通用）（解析版）.docx

专题05圆周运动圆周运动是常见的运动形式之一，与实际情景相关的圆周运动主要有:情境 命题 特点匀速圆周的运动学 问题齿轮或波带传动、玩具陀螺、雨刷器等水平匀速圆周运动 动动力学问题飞机水平转弯、车辆转弯、“旋转飞椅”等竖直圆周运动的动 力学问题儿童公园的摩天轮、“魔力陀螺”、滚筒洗衣机脱、翻滚过山车、体操运 发动单杠、“反重力”磁性轨道车的玩具等1.常见的三类传动方式及特点皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即外=在。（2）摩擦传动和齿轮传动：如图丙、丁所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等,即Va = VBo（3）同轴传动：如图戊、己所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，即/由o=w知。与r成正比。2.水平面内的匀速圆周运动运动模型1. （2022.广东河源市.高三月考）如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动.如图乙，一件小衣物（可理想化为质点）质量为机，滚筒半径为R,角速度大小为，重力加速度为g,。、分别为小衣物经过的最高位置和最低位置.以下说法正确的选项是（）甲A.张成龙的质量为65 kgB.张成龙的重心到单杠的距离为0.9 mC.当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向上D.当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向下【答案】C【解析】对张成龙在最高点进行受力分析，当速度为零时，有从2g=0结合图像解得质量机二65 kg,所以 选项A正确；当尸=0时; 由向心力公式可得mg=叱结合图像可解得R=0.9m故张成龙的重心到单杠的R距离为0.9 m,所以选项B正确；.当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，设拉力大小为E方向竖直向2下，由牛顿第二定律得mg + b =加器，代入解得尸0,方向竖直向下，说明张成龙受单杠的拉力作用， 方向竖直向下，所以选项C错误，D错误国外一个团队挑战看人能不能在竖直的圆内测完整跑完一圈，团 队搭建了 19. （2022届四川省成都市第三次诊断考试）如图，游乐园中某海盗船在外力驱动下启动，某时 刻撤去驱动力，此后船自由摆动，当悬臂OA水平时，船的速度恰好为零。假设A、夙。处质量相等的乘客 始终相对船静止，且以相同的半径随船摆动，摆动装置（含乘客）的重心位于圆弧AC的中点以 NAOC = 60°,不计一切阻力，重力加速度大小为g,那么海盗船在自由摆动过程中（）A.水平时，船对C处乘客的作用力为零B.04水平时，3处乘客的加速度大小为怎=05gCA处乘客从图示位置运动至最低点的过程中，始终处于失重状态D.A、8处乘客分别运动至最低点时，船对乘客竖直方向的作用力大小之比为乙Fb 2【答案】D【解析】设乘客质量为加，根据力的分解可知，水平时，船对。处乘客的作用力为F = mg cos 30° ,故A错误；OA水平时，B处乘客的加速度大小% i60。二旦,故B错误；A处乘客从图示位置运动至最低点的过程中，当向心加速度在竖直 m 2方向的分量大于切向加速在竖直方向分量时，A处乘客处于超重状态，故C错误；设整体质量为A处乘客分别运动至最低点时，根据动能定理得在最低点，对A处乘客"-mg =根学解得 Fa = 43mgB处乘客分别运动至最低点时，根据动能定理得MgL（l cos60。）=,加/2最低点，对3处乘客及-mg 二2"L解得Fb = 2mg可得且"二，故D正确。 Fb 220. （2022宁夏石嘴山市第三中学三模）如下图为波轮式洗衣机的工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带 动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣服（带水，可视为质点）质量为加，衣 服和器壁的动摩擦因数约为，甩衣桶的半径为八洗衣机的外桶的半径为R,当角速度到达。时，衣服上的水恰好被甩出，假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，重力加速度为g,那么以下说法正确的选项是（）A.衣服（带水）做匀变速曲线运动B.电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来C.当口=g时，水滴下落高度打到外筒上2g2 r 2g（R2-r2D.当口 = 4时，水滴下落高度 , ,打到外筒上2喏/【答案】BD【解析】衣服（带水）做变速曲线运动，因为其向心加速度也是变化的，A错误;B.竖直方向，根据平衡条件有由于弹力提供向心力，由牛顿第二定律有联立解得=护，,B正确；当口寸，水滴打到外筒上，那么水滴下落高度为，根据平抛运动规律有g(R?-产)联立解得/2="乙C错误，D正确。2喏*应选BDo加：%=4：1,故甲球受到细绳的拉力等于乙球受到细绳的拉力，D正确。21. (2022.辽宁模拟预测)如图甲所示的陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了 魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动的模型，如图乙所示。在竖 直面内固定的强磁性圆轨道半径R = °m, a、b两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道 外侧做完整的圆周运动，圆轨道对质点的强磁性引力始终指向圆心°且大小恒为产。质点从a点由 静止释放，通过5点时对轨道的压力为其重力的5倍。质点以不同速度丫通过a点时，对轨道的压力 然与其速度的平方寸的关系图像如图丙所示，不计摩擦和空气阻力，质点质量加= 50g,重力加速 度 g = 10m/s2,求:(1)圆轨道对质点的强磁性引力方的大小。(2)图丙中横、纵坐标上的截距入丫的值大小。【答案】 (1) 5N； (2) % =k5.5【解析】(1)质点从a点运动到b点的过程，根据动能定理可得质点通过5点时.根据牛顿第二定律可得F -me -N =,R ,且 N = 5mg联立解得尸=1°叫=5Nv2F + mg _ Fz = m(2)质点通过a点时，根据牛顿第二定律可得R代入数据可得稣=5.5 0.5/当风=。时,可得F=Um2.s-2结合图丙可知X = U,当声=。时，可得取=5.5N结合图丙可知=5.5（2022山西太原二模）随着北京冬奥会的举办，全国各地掀起了冰雪运动的热潮。如下图,3某“雪地转转”的水平转杆长为23可绕过其中点。的竖直轴转动，杆距雪面高为杆的端点A通过长度为4乙的细绳系着位于水平雪地的轮胎。为方便观测，在杆上距转轴5上的3点通过长度为北细线系一个小“冰墩墩”。某次游戏时，游客坐在轮胎上（可视为质点），在转杆带动下在 雪地中快速旋转，观测到系冰墩墩的细线偏离竖直方向的夹角为9。游客和轮胎的总质量为 M,不考虑空气阻力及轮胎受到雪地的摩擦阻力，取sin9o=tan9o=0.16,重力加速度为g,求： （1）转杆转动的角速度；（2）地面对轮胎弹力的大小。叵 -Mg【答案】（1） 2L . （2） 8【解析】（1）设转杆转动的角速度为明冰墩墩的质量为加、转动半径为d细线拉力大小为月CD -解得 2L（2）设绳与水平面间夹角为由几何关系得设轮胎转动半径为弓，细绳的拉力大小为尼，地面对轮胎支持力大小为然，那么解得 823.（2022.浙江.高三模拟）如图甲所示是一款名为“反重力”磁性轨道车的玩具，轨道和小车都装 有磁条，轨道造型可以自由调节，小车内装有发条，可储存一定弹性势能。图乙所示是小明同学搭 建的轨道的简化示意图，它由水平直轨道A3、竖直圆轨道3C。、水平直轨道和两个四分之一 圆轨道MN与NP平滑连接而组成，圆轨道MN的圆心4与圆轨道NP的圆心Q位于同一高度。 小车的质量m=50g,直轨道AB长度L=0.5m,小车在轨道上运动时受到的磁吸引力始终垂直 轨道面，在轨道A6CDM段所受的磁力大小恒为其重力的0.5倍，在轨道尸段所受的磁力大小 恒为其重力的2.5倍，小车脱离轨道后磁力影响忽略不计。现小明将具有弹性势能辱=0-3J的小车 由A点静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD并最终从P点水平飞出。假设小车在轨道A8 段运动时所受阻力大小等于轨道与小车间弹力的0.2倍，其余轨道均光滑，不计其他阻力，小车可 视为质点，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度g取10m/s2。（1）求小车运动到8点时的速度大小/(2)求小车运动到圆轨道8点时对轨道的压力大小五N;(3)同时调节圆轨道MN与NP的半径入其他条件不变，求小车落地点与P点的最大水平距离【答案】(1)匕=3m/s；(2)3N； (3)5【解析】(1)小车由A运动至3过程，由能量关系可知其中歹= 0.5叫，代入数据得(2)设小车在。点的速度为% ,恰好通过最高点，那么小车从6到C,由动能定理得得R=0.2m在B点得由牛顿第三定律，小车运动至B点时对轨道压力大小为3N；(3)小车从B到P,由动能定理得小车从P点飞出后做平抛运动得当仁0.1125m时，小车落地点与尸点的水平距离最大小车从P点飞出以>°，那么r<0.225m但因为小车在N点-mgr = - mvjr - - mvl小车从B到N,由动能定理得22 得 r>0.2m综合可知，当r=0.2m时，小车落点与P点水平距离最大:A.衣物所受合力的大小始终为加G2rB.衣物转到位置时的脱水效果最好C.衣物所受滚筒的作用力大小始终为mgD.衣物在。位置对滚筒壁的压力比在人位置的大【答案】A【解析】衣物在做匀速圆周运动故所受合外力”刁加/R故A正确；.在位置时满足Na + mg = mar R在b位置时满足Nh - mg mco1 R故在立置时压力最大，脱水效果最好，故BCD错误。应选项A正确2 . （2022江苏省无锡市调研）某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水 坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，那么以下说法中不合理的解 释是（）A.车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态B.把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大C.车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大D.坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大【答案】D【解析】车辆上下颠簸过程中，可能在某些时刻加速度向上，那么汽车处于超重状态，A正确，不合题意；2把坑看作凹陷的弧形，根据牛顿第二定律有帆？=机,那么根据牛顿第三定律，把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大，B正确，不符合题意；车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大，C正确，不符合题意；动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定，而坑洼路面可能比平直路面更光滑那么动摩擦因数可能更小，D错误，符合题意。应选D。3 .（2022广东省汕头市普通高考第一次模拟）如图是汕头市儿童公园的摩天轮，假设某乘客坐在座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平。以下说法正确的选项是（）A.座舱转动过程，乘客的机械能守恒B.座舱在最低点时，座椅对乘客的支持力大小小于重力C.座舱在最高点时，座椅对乘客的支持力大小等于重力D.座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力方向指向转轴【答案】D【解析】座舱转动过程，乘客的动能不变，重力势能不断变化，那么机械能不守恒，选项A错误；座舱在最2低点时，根据/一加gr2可知，座椅对乘客的支持力大小大于重力，选项B错误；座舱 最高点时，根据2g-尸=根1,可 r知，座椅对乘客的支持力大小小于重力，选项C错误；座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力提供做圆周运动的向心力，那么所受的摩擦力方向指向转轴，选项D正确。4. （2022.广东佛山市第二次模拟）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要创造。以下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为%,垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为Ro在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的选项是（）A.水流在空中运动时间为，= 4B.水流在空中运动时间为"回 g8c.水车最大角速度接近o =水车最大角速度接近口 = ®RR【答案】BC【解析】水流垂直落在与水平面成30。角的水轮叶面上水平方向速度和竖直方向速度满足tan30° =,解得”显gtg故B正确，A错误；水流到水轮叶面上时的速度大小为v =3）2 = 2%根据u = 解得。=半，故C正确，D错误。5. （2022.广东新高考普通高中高三冲刺模拟）我国北方有一种玩具陀螺，用鞭子抽打会使它的转速加快。有些陀螺是空心的，其外表带有一条狭长的缝隙，转起来后会嗡嗡作响。如下图，/b,。是旋转陀螺上的三个点，到陀螺轴线的距离 =以下判断正确的选项是（）A. 、两点的线速度相同，向心加速度也相同a、b、c,三点的转速大小关系为4 =%B. 、b、c三点的向心加速度大小关系为 =为C. a、b、c三点的线速度大小关系为口二以匕.【答案】CD【解析】，、人两点线速度、向心加速度大小相同，方向不同，A错误；纵b、c三点转速相等，B错误；同轴转动那么角速度相同，根据a = 02，、江。三点向心加速度大小关系为必=为>&, C正确；根据v=cor9、c三点线速度大小关系为匕=%>匕，D正确。6.如下图，圆桌桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘，A是圆盘边缘的一点，B是圆盘 内的一点。分别把A、B的角速度记为G人8，线速度记为内、OB，向心加速度记为。A、QB， 周期记为北、Tb,贝1（）A. coa>cdbB. Va>vbC. 44。虹）. Ta<Tb【答案】B【解析】因A、8两点同轴转动，那么角速度相同，4=小A错误；因为以用，根据。可知，Va>VBj B正确；因为rA>rB，根据4 =疗厂可知，Qa>8，C错误；因= 根据T2 71= 可知，Ta = Tb, D错误。CD（2022浙江杭州九校联考）杭州游乐园有一种叫做“快乐飞机”的游乐工程，模型如下图，模型飞 机质量为相，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为e，当模型飞机以角速度。绕中央轴在水平 面内做匀速圆周运动时，以下说法正确的选项是（）A.模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力B.旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直C.旋臂对模型飞机的作用力大小为mjg2 +4G sii? 9D.假设夹角。增大后，那么旋臂对模型飞机的作用力增大【参考答案】CD【名师解析】当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，模型飞机受到重力、旋臂的 作用力，这两个力的合力提供向心力，旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直，选项AB错误；模型 飞机受到重力和旋臂的作用力，这两个力的合力沿水平方向指向圆心，提供向心力，所以旋臂对模型飞机的 作用力大小为相而:嬴石7万，选项C正确；由F=冽G7/F后万可知，假设夹角9增大后，那么旋 臂对模型飞机的作用力增大，选项D正确。7. （2022.广东广州市综合测试）如图是某电力机车雨刷器的示意图.雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M. N为刮水片的两个端点，尸为刮水片与雨利臂的链接点，雨刮臂绕。轴转动的过程中，刮水片始终保 持竖直，以下说法正确的选项是（）A. P点的线速度始终不变B. P点的向心加速度不变C. M、N两点的线速度相同D. M、N两点的运动周期不同【答案】c【解析】尸点以。 圆心做圆周运动，所以线速度与向心加速度方向变化，故AB错误；由于刮水片始终保持竖直，所以刮水片各点的线速度与P点的相同，所以加、N两点的线速度相同，故C 正确；.刮水器上各点的周期相同，所以M、N两点的周期相同，故D错误。8. （2022四川宜宾市教科所模拟预测）某机器的齿轮系统如下图，中间的轮叫做太阳轮，它是 主动轮。从动轮称为行星轮，主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一 周的齿数为/,行星轮一周的齿数为“2,当太阳轮转动的角速度为时，最外面的大轮转动的角 速度为（）n,n）!CD CD !CD CDA 4 + 2% b / % q n n2 D 4 _ %【答案】A【解析】主动轮、行星轮与大轮分别用A、B. C表示，由图可知，A与B为齿轮传动，所以线速 度大小相等，3与C也是齿轮传动，线速度也相等，所以A与仄C的线速度是相等的，那么有2兀Rb Rb 2 ,解得 当,由图可知氏=2七 +04、5与。的线速度相同，得30=吠%coc =CD联立可得 小+2% ,应选项A正确。9. （2022广东汕头市第一中学模拟）如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴 接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。以下说法正确的选项是（）A.安装时A端比3端更远离圆心B.高速旋转时，重物由于受到离心力 作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光C.增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光D.匀速行驶时，假设LED灯转到最低点时能发光，那么在最高点时也一定能发光【答案】C【解析】要使物体做离心运动，MN接触，那么，应该A端靠近圆心，故A错误；转速越大，所需要的向心力 越大，弹簧拉伸越长，接触就会发光，不能说物体受到离心力，故B错误；在最低点时6-机R =机。2r解得二 £ 旦 ,增大质量,可以使LED灯在较低转速下也能发光，故C正确； V mr r在最高点时右+%g=2人匀速行驶时，最低点弹簧弹力大于最高点弹簧弹力，因此最高点不一定发光，故D错误。10. （2022广东潮州市第二次模拟）2021年11月5日，占全球市场份额70%的无人机巨头大疆，发布迄今为止影像质量最优异的消费级无人机Mavic3。以下图是该型号无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的 示意图。无人机的质量为加，无人机的轨道距拍摄对象高度为几 无人机与拍摄对象距离为无人机飞行的线速度大小为也那么无人机做匀速圆周运动时（）vA.角速度为-B.所受空气作用力为 rC.C.v向心加速度为/ °° D.绕行一周的周期为丁 = 过v【答案】C【解析】做圆周运动的半径尺=J那么角速度为切那么角速度为切A错误；无人机做匀速圆周运动时，向心力为VR解得a =,所受空气作用力F =+42向B错误，C正确；根据丁 = 2述户/ , 口错误。 VV11. （2022山东潍坊高三阶段练习）2022年2月7日在首都体育馆举行的北京2022年冬奥会短道 速滑工程男子1000米决赛中，中国选手任子威夺得冠军，其比赛场地如图甲所示，场地周长111.12m, 其中直道长度为28.85m,弯道半径为8mo假设一名质量为50kg的运发动以大小12m/s的速度进入 弯道，紧邻黑色标志块做匀速圆周运动，如图乙所示，运发动可看作质点，重力加速度g取10m/s2, 那么运发动在弯道上受到冰面最大作用力的大小最接近的值为（）A. 500NB. 900NC. 1030ND. 2400N【答案】C【解析】发动在水平面内做匀速圆周运动需要的向心力为竖直方向受力平衡所以运发动受到冰面的作用力歹二甲片句030N,应选项c正确。13.有一种新式健身“神器”能自动计数的智能呼啦圈深受健身爱好者的喜爱。如图甲所示，智能呼啦 圈腰带外侧带有轨道，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细绳，其简化模型 如图乙所示。配重（可视为质点）质量根= 0.6kg,绳长为L = 0.5m,悬挂点到腰带中心的距离为%=0.15m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重做水平匀速圆周运动，计数器能显示在Imin内 转动圈数，在某一段时间内绳子始终与竖直方向夹角为配重运动过程中腰带可看作不动，重力加速度 取g=10m/s2, sin530 = 0.8, sin37° = 0.6,以下说法正确的选项是（）A.匀速转动时，配重受到的合力为零B.假设增大转速，腰受到腰带的弹力不变C.假设6 = 53。配重的角速度是120rad/sD.假设8 = 37。那么配重的角速度为辿rad/s3【答案】D【解析】匀速转动时，配重做曲线运动，所受合力不为零，A错误；假设增大转速，配重做圆周运动的半径 变大，绳与竖直方向的夹角。将增大，根据牛顿第二定律可得 mg = Tcos0. Tsine = （可知，增大转速，绳中张力7增大，对腰带受力分析如下图腰带受到腰的支持力为N = Tsin6即增大转速，腰带受到腰的弹力增大，根据作用力与反作用力，腰受到 腰带的弹力增大，B错误。示意图如下图配重做圆周运动的半径为r =6+ Lsin6根据牛顿第二定律可得mg tan6 =机疗/解得。=出用=爆 当夕= 53。时，解得刃=型叵，C错误；当9 = 37。时，解得G = %rad/s, D正确。应选D。33314.（2022福建泉州质检五）在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶， 静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水 油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水的密 度大于油的密度），以空间站为参考系，此时（）A.水和油的线速度大小相等B.水和油的向心加速度大小相等C.水对油的作用力大于油对水的作用力D.水对油有指向圆心的作用力【答案】D【解析】水的密度大于油的密度，所以混合液体中取半径相同处体积相等的水和油的液体小球，水球的质量 更大，根据 =7m2r可知，水球需要的向心力更大，故当水油分层后水在瓶底，油在外表，水和油做圆 周运动的半径不相同，角速度相同，根据口 = 厂知，水比油的半径大时，线速度也大，A错误；根据,=口2- 知，角速度相同时，水的半径大，向心加速度也就大，B错误；水对油的作用力和油对水的作用力是一对相 互作用力，根据牛顿第三定律，此二力大小相等方向相反，C错误；油做圆周运动的向心力由水提供，故水 对油有指向圆心的作用力，D正确；（2022北京西城期末）有一种叫“旋转飞椅”的游乐工程（如下图）。钢绳的一端系着座椅，另一端 固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面 内。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的选项是（）A.旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力和向心力B.根据口 = 口厂可知，坐在外侧的游客旋转的线速度更大C.根据匕=加02r可知，“飞椅”转动的角速度越大，旋转半径越小D.假设“飞椅”转动的角速度变大，钢绳上的拉力大小不变【参考答案】B【名师解析工旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力作用，向心力是重力和拉力的合力，故A错误； 根据u = Q可知，坐在外侧的游客的旋转半径较大，线速度更大，故B正确；“飞椅”转动的角速度越大，“飞椅”做圆周运动所需的向心力越大，向心力由重力与拉力的合力提供， 那么钢绳上的拉力变大，钢绳与竖直方向的夹角变大，旋转半径变大，故CD错误。15. （2022浙江台州质检）火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如下图。假设某转弯处轨道平面与水平 面夹角为仇弯道处的圆弧半径为R。在该转弯处规定的安全行驶的速度为%那么以下说法中正确的选项是（ ）A.该转弯处规定的安全行驶的速度为RgtanBB.该转弯处规定的安全行驶的速度为 jRgsineC.当实际行驶速度大于u时，轮缘挤压内轨D.当实际行驶速度小于u时，轮缘挤压外轨【参考答案】A【名师解析】火车以某一速度V经过弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力, 如下图2根据牛顿第二定律得勿2g tan 6 - 解得y = JgRtan/9 ,故A正确，B错误；当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力缺乏以提供所需的向心力，火车有离 心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，故C错误； 当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋 势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故D错误。16. （2022 广东惠州市二模）如下图，乘坐游乐园的翻滚过山车口寸，质量为机的人随车在竖直平面内 旋转，重力加速度大小为g,以下说法正确的选项是（）A.过山车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B.人在最高点时对座位不可能产生大小为加g的压力C.人在最低点时对座位的压力等于mgD.人在最低点时对座位的压力大于mg【答案】D【解析】过山车在最高点时人处于倒坐状态，但是向心力是靠重力与坐椅的支持力提供，速度越大支持力越2大，所以没有保险带，人也不会掉下来，那么A错误；人在最高点时, 由牛顿第二定律可得机g + N = 7%L,当速度为u = J诟时，支持力为mg,由牛顿第三定律可得，人在最高点时对座位可以产生大小为mg的压 2力，所以B错误；人在最低点时' 由牛顿第二定律可得N-mg =加上，那么人在最低点时对座位的压力大 r于吆，所以C错误；D正确。17. （2022 黑龙江省八校联考）如下图，我国男子体操运发动运发动张成龙用一只手抓住单杠，伸 展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图甲所示，张成龙运动到最高点时，用力传感器测得张成龙与单杠间 弹力大小为忆 用速度传感器记录他在最高点的速度大小为也得到广V2图像如图乙所示。g取10m/s2, 那么以下说法中错误的选项是（）