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第四章 曲线运动
2025年高考物理一轮基础知识复习
圆周运动
目录
描述圆周运动的物理量
壹
水平面内的圆周运动
贰
竖直面内的圆周运动
叁
斜面上的圆周运动
肆
离心运动和近心运动
伍
描述圆周运动的物理量
壹
知识点32 描述圆周运动的物理量
1.匀速圆周运动
（1）定义：做圆周运动的物体，若在任意相等的时间内通过的圆弧长 ______，
就是匀速圆周运动.
（2）特点：加速度大小不变，方向始终指向 ______，是变加速运动.
（3）条件：合力大小不变、方向始终与 ______方向垂直且指向圆心.
相等
圆心
速度
2.运动参量
物理量 物理意义 公式、单位
线速度 描述做圆周运动的物体沿圆弧运动 ______的物理量 单位：
_____
角速度 描述物体绕圆心 __________的物理 量 单位：
______
快慢

转动快慢

物理量 物理意义 公式、单位
周期 物体沿圆周运动 ______的 时间（T） ，单位：
，单位：
，单位：
向心加速度 描述速度 ______变化快慢的物理量 ，方向指向 ______ _____
单位： ______
一圈
方向
圆心


续表
1.［人教版必修二P40第4题拓展变式］如图所示，长为的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球、 ，整个装
置放置在光滑水平桌面上，杆中心处有一竖直固定转轴，小球、的质量分别为、。当轻杆以角速度 绕轴
在水平桌面上匀速转动时，下列说法正确的是( )
D
A.小球需要的向心力大小为 B.小球的向心加速度大小为
C.转轴受到杆拉力的大小为 D.转轴受到杆拉力的大小为
【解析】小球需要的向心力大小为，小球的向心加速度大小为 ，选项
错误；小球需要的向心力大小为 ，转轴受到杆拉力的大小为
，选项C错误，D正确。
2.［人教版必修二P40第4题情境变式］如图所示为一风杯式风速传感器，其感应部分由三
个相同的半球形空杯组成，称为风杯。三个风杯位于水平面内互成 角的三叉型支架
末端，与中间竖直轴的距离相等。开始刮风时，空气流动产生的风力推动静止的风杯开
始绕竖直轴在水平面内转动，风速越大，风杯转动越快。若风速保持不变，三个风杯最
终会匀速转动，根据风杯的转速，就可以确定风速，则( )
D
A.若风速不变，三个风杯最终加速度为零 B.任意时刻，三个风杯转动的线速度都相同
C.开始刮风时，风杯所受合外力沿水平方向指向旋转轴 D.风杯匀速转动时，其转动周期越大，测得的风速越小
【解析】若风速不变，三个风杯最终做匀速圆周运动，存在向心加速度，即其加速度不为零，故A错误；三个风杯
属于同轴转动，角速度相同，而三个风杯做圆周运动的半径相同，由 可知，任意时刻三个风杯的线速度大
小相同，但方向不同，故B错误；开始刮风时，风杯的线速度逐渐变大，则其所受合外力可分解成沿水平方向指向
旋转轴的分力以及方向与风杯运动方向相同的力，所以风杯受到的合力并不指向旋转轴，故C错误；当风杯匀速转
动时，根据 可知，其转动周期越大，测得的风速越小，故D正确。
3.[粤教版必修二P48第2题情境变式，2021广东卷]由于高度限制，车库出入口采用如图所示
的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，、 为横杆的两个端点。在道闸抬起
过程中，杆始终保持水平。杆绕点从与水平方向成 匀速转动到 的过程中，
下列说法正确的是( )
B
A.点的线速度方向不变 B. 点的加速度大小不变
C.点在竖直方向做匀速运动 D. 点在水平方向做匀速运动
【解析】由题意知，点绕点做匀速圆周运动，则 点的线速度和加速度大小均不变，方向均时刻改变，A错误，
B正确；由于运动过程中杆始终水平，所以点与点的运动情况始终相同，即点也做匀速圆周运动，则 点在
竖直方向上的分速度为 ，在水平方向上的分速度为，所以在 从 增大到 的过
程中，一直减小，一直增大， 错误。
4.[人教版必修二P30第3题考法变式，2023全国甲卷]一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的
次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则 等于( )
C
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】物体做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力
根据可知，则,解得,C项正确， 项错误。
一题多解
结合题意，设,（、为常量），又，联立解得,即 ,C项正确。
5.［粤教版必修二P30资料活页拓展变式］如图甲是汽车发动机的结构图，图乙是其简化图，图中皮带轮的半径之
比，、是皮带轮边缘上的点，为距轴心为 的点。当系统匀速转动时，以下说法正确的是( )
D
图甲
图乙
A.、两点的线速度大小之比为 B.、两点的角速度大小之比为
C.、两点的向心加速度大小之比为 D.、两点的周期之比为
【解析】根据传动规律可知、，根据可得，所以、 两点的线速度大小之比为
，、两点的角速度大小之比为，故错误；根据可知、 两点的向心加速度大小之
比为，故C错误；根据可知、两点的周期之比为 ，故D正确。
规律总结
几种常见的传动装置对比
同轴传动 皮带传动 齿轮传动
装置 、 两点在同轴的一 个圆盘上 #b# _______________________ 两个轮子用皮带连接，、 两点分别是两 个轮子边缘的点 #b# _____________________________________ 两个齿轮轮齿啮合，、 两点分别
是两个齿轮边缘上的点（两齿轮的
齿数分别为、 ）
#b#
______________________________________
同轴传动 皮带传动 齿轮传动
特点 角速度、周 #b# 期相同 线速度大小相同 线速度大小相同
规律 线速度与半径成正比， 角速度与半径成反比， ； #b# 周期与半径成正比， 角速度与半径成反比，
；
#b#
周期与半径成正比，
续表
水平面内的圆周运动
贰
水平面内的圆周运动
运动模型 向心力的来源图示
飞机水平转弯
火车转弯
运动模型 向心力的来源图示
圆锥摆
飞车走壁
续表
运动模型 向心力的来源图示
汽车在水平路面转弯
水平转台（光滑）
续表
水平转盘模型 圆锥筒模型 圆锥摆模型
水平转盘模型 圆锥筒模型 圆锥摆模型
向心力由静摩擦力提供，即 ，当物体刚好要滑 动时， ，临界角速度 。物体离中心越远， 越容易被甩出 向心力由重力和支持力 的合力提供， 即，解得 , 。稳定状态下小球所处的位置 越高，半径越大，角速度 越小，线速度 越大 向心力
，
，解得
， 。
稳定状态下 越大，对应的角速度
和线速度 越大
感谢观看
续表
变式1 汽车、火车的转弯问题
1.［粤教版必修二P38图2-3-3拓展变式］如图所示，该路段是港珠澳大桥的一段半径
的圆弧形弯道，总质量 的汽车通过该圆弧形弯道时以速度
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 ，取重力加速度
大小 ，则( )
B
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
C.汽车过该弯道时的向心加速度大小为 D.汽车能安全通过该弯道的最大速度为
【解析】汽车过该弯道时受到重力、支持力和摩擦力作用，摩擦力提供汽车做圆周运动的向心力，选项A错误；由
题意知，汽车速度，则汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为 ，选项
B正确；汽车过该弯道时的向心加速度大小为 ，选项C错误；汽车能安全通过该弯道速度最大时满
足，解得 ，选项D错误。
2.［人教版必修二P35图6.4-3拓展变式］铁路在弯道处的内、外轨道高低是不同的。已
知铁轨平面与水平面的夹角为 ，弯道处的圆弧半径为。若质量为的火车以速度
通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力的作用，重力加速度为 ，则下列说法正确
的是( )
B
A.火车受铁轨的支持力大小为 B.
C.若火车速度小于，外轨将受到侧压力作用 D.若火车速度大于 ，内轨将受到侧压力作用
【解析】对火车受力分析可得火车受铁轨的支持力大小为， ，所以火车拐弯的速度大小
，故A错误，B正确；若火车速度小于 ，则重力与支持力的合力大于所需要的向心力，则火车将挤
压内轨，受到内轨沿轨道平面向上的支持力作用，同理，若火车速度大于 ，则重力与支持力的合力小于所需要的
向心力，则火车将挤压外轨，受到外轨沿轨道平面向下的支持力作用，故 错误。
规律总结
火车拐弯问题
设火车车轨间距为，两轨高度差为，火车转弯半径为，火车质量为，如图所示。因为 角很小，所以
，故，向心力；又因，所以车速为 。
变式2 圆锥筒、圆锥摆模型
3.［人教版必修二P30第2题设问变式］图为杂技表演“飞车走壁”的情景，杂技演员驾驶摩托车沿
光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。如果杂技演员先、后两次绕
侧壁行驶时距离底部高度不同，则杂技演员位置越高( )
B
A.角速度越大 B.线速度越大 C.受到的支持力越大 D.向心加速度越大
【解析】杂技演员驾驶摩托车在水平方向上做匀速圆周运动，受力如图所示，， ，
由图可知在不同的高度角度 都相同，则杂技演员的向心力大小不变，受到的支持力大小不变。根据
牛顿第二定律有，可得，， ，则演员的位置
越高，半径越大，则线速度越大，角速度越小，向心加速度大小不变，故选B。
4.［多选］［人教版必修二P27问题设问变式］图甲是游乐场中的“旋转飞椅”，它可以简化为如图乙所示的模型，
飞椅通过长度相同的钢丝绳悬挂在直径为 的圆盘上，不同的飞椅悬点到转轴中心的距离不同，乘客坐上座椅后其
重心到悬点的距离均为 。座椅上坐满质量均相等的乘客后，机器启动，带动圆盘匀速转动，稳定后悬挂于圆盘边
缘的座椅的钢丝绳与竖直方向夹角为 。座椅及悬挂座椅的钢丝绳重力均不计，重力加速度大小为 ，下列说法
正确的是( )
图甲
图乙
A.圆盘转动的角速度为
B.每位乘客的加速度大小均为
C.飞椅悬点到转轴中心距离越大，悬挂座椅的钢丝绳拉力越大
D.悬挂座椅的所有钢丝绳拉力大小均相等
√
√
【解析】对座椅上的乘客进行受力分析有，，可得 ，运
动半径 ，根据可得 ，A正确；由题意知圆盘匀速转动，
则所有转盘的角速度相等，但不同乘客做匀速圆周运动的半径不同，根据 可知，每位
乘客的加速度大小不同，B错误；根据向心力可知，乘客的运动半径 越大，乘客做
圆周运动的向心力越大，受力分析如图所示，则飞椅悬点到转轴中心距离越大，钢丝绳的拉力
越大，C正确，D错误。
变式3 水平转盘模型
5.［鲁科版必修二P81第9题模型变式］如图所示，沿水平圆盘的半径方向放置物体 和
，它们分居在圆盘圆心两侧，中间用细线相连。已知， ，物体
、到圆心的距离分别为、，、 与圆盘间的动摩擦因数均为
， ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若圆盘从静止开始绕中心
转轴缓慢加速转动，下列说法正确的是( )
C
A.圆盘对的摩擦力先达到最大静摩擦力 B.当角速度 时，细线恰好出现张力
C.当角速度时，、两物体开始滑动 D.物体 所受摩擦力的方向一直指向圆心
【解析】若细线上的拉力为0，当物体 与圆盘间的摩擦力达到最大静摩擦力时，临界角速度满足
，代入数据解得，同理可得物体 与圆盘间的摩擦力达到最大静摩擦力时临界角
速度，圆盘转动过程中角速度逐渐变大，先达到临界角速度值，即圆盘对 的摩擦力先
达到最大静摩擦力，之后转速再增加，细线就会出现张力，A、B错误；与的角速度相等，，
，根据可知转动过程中的向心力较大，所以当、两物体与圆盘恰好要相对滑动时
有背离圆心运动的趋势，有向着圆心运动的趋势，此时受到的静摩擦力方向指向圆心，受到的静摩擦
力方向背离圆心，则对 有，对有，解得 ，C正
确，D错误。
竖直面内的圆周运动
贰
竖直面内的圆周运动
1.［粤教版必修二P48第4题设问变式］汽车行驶中经常会经过一些凹凸不平的路面，凹凸部分可以看作圆弧的一部
分，如图所示的、、处，其中处的曲率半径最大，处的曲率半径为，处的曲率半径为 ，重力加速度
为。若有一辆可视为质点、质量为的小汽车与路面之间各处的动摩擦因数均为 ，当该车以恒定速率 沿这段
路面行驶时，下列说法正确的是( )
C
A.汽车经过处时处于超重状态，经过 处时处于失重状态
B.汽车经过 处时最容易爆胎
C.为了保证汽车不脱离路面，该车的行驶速度不得超过
D.汽车经过处时所受的摩擦力大小为
【解析】汽车经过处时，加速度向下，处于失重状态，经过 处时，加速度向上，处于超重状态，选项A错误；
因汽车在、两点处于超重状态，在处的曲率半径小于处，而根据，可知汽车经过 处时最容易
爆胎，选项B错误；汽车在点容易脱离路面，在点汽车对路面的压力恰为零时，有 ，为了保证汽车不
脱离路面，该车的行驶速度不得超过，选项C正确；汽车经过 处时所受的摩擦力大小为
，选项D错误。
2.［鲁科版必修二P76图3-26模型变式］如图所示，质量为 的物体内有光滑圆形轨道，现
有一质量为的小滑块沿该圆形轨道在竖直平面内做圆周运动，、 为圆周的最高点和最
低点，、与圆心 在同一水平线上。小滑块运动时，物体保持静止，设物体对地面的压
力为，地面对物体的摩擦力为 ，则滑块( )
B
A.运动到点时，，方向向左 B.运动到点时，， 方向向右
C.运动到点时，，方向向左 D.运动到点时，， 方向向左
【解析】滑块运动到 点时，若恰好由重力提供向心力，则滑块与物体间没有相互作用力，结合牛顿第三定律知物
体对地面的压力；若滑块速度较大，则滑块对物体的作用力竖直向上，有 ，由于系统在水平方向
上不受外力，故物体和地面间没有摩擦力，A错误。滑块运动到点时，对滑块受力分析有 ，可知滑
块对物体的作用力竖直向下且大于，则 ，由于系统在水平方向上不受外力，故物体和地面间没
有摩擦力，C错误。滑块运动到点时，滑块与物体在竖直方向没有相互作用，则 ，滑块的向心加速度向
右，则滑块对物体有向左的作用力，故物体受到地面的摩擦力方向向右（【另解】还可以将滑块和物体看作一个
整体，整体有向右的加速度，所以地面对物体的摩擦力向右。），B正确；同理可知D错误。
光速解法
排除法！在、两点系统在水平方向不受外力，则地面对物体的摩擦力为零，错误；在、 两点，滑块
和物体在竖直方向没有相互作用，可知 ，D错误，则应选B。
3.［人教版必修二P42第4题图像变式］如图甲所示，轻杆一端固定在 点，另一端固定一小球，现给小球一初速度，
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 ，多次重复该
过程，使小球以不同的速度通过最高点，得到的 图像如图乙所示，则( )
D
图甲
图乙
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
【解析】由题图乙可知，当 时，杆对小球的弹力恰好为零，此时小球只受重力，即由重力提供向心力，
，即重力加速度，故选项B错误；当 时，向心力为零，杆对小球的弹力恰好与小球的
重力等大反向，，即小球的质量，故选项A错误；根据圆周运动的规律，当 时有
，杆对球的弹力方向向下，即 时，杆对小球的弹力方向向下，根据牛顿第三定律可知，小球
对杆的弹力方向向上，故选项C错误；当时，有，， ，故
选项D正确。
斜面上的圆周运动
贰
教材知识萃取
图示
最高（低）点分析（物 块相对圆盘静止） 最高点 #b# 最低点 最高点 #b# 最低点 最高点
#b#
最低点
临界情况 在最低点时 #b# 此时有 在最高点时，绳的拉力 ，此时 恰好通过最高点时，若速度
为0，则杆的弹力
；
#b#
若杆的弹力 ,则
续表
1.［多选］［人教版必修二P38第2题模型变式］如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于
盘面的固定轴以恒定角速度 转动，盘面上离转轴 处有一小物体（可视为质点）
与圆盘始终保持相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为
，取 ，则( )
BC
A.小物体随圆盘以不同的角速度 做匀速圆周运动时， 越大时，小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大
B.小物体受到的摩擦力可能背离圆心
C.若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则 的最大值是
D.若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则 的最大值是
【解析】当物体摩擦力的方向沿斜面向上（背离圆心）时， 越大，小物体在最高点处受到的摩擦力越小，故A
错误，B正确；当物体转到圆盘的最低点恰好相对于圆盘不滑动时，圆盘的角速度最大，此时小物体受竖直向下的
重力、垂直于圆盘向上的支持力、沿斜面指向圆心的摩擦力，由沿斜面的合力提供向心力，摩擦力
，又，解得 ，故C正确，D错误。
2.［人教版必修二P40第5题设问变式］如图所示，洗衣机在脱水过程中滚筒绕固定轴 以恒定的
角速度转动，滚筒的半径为，筒壁内有一可视为质点的衣物，衣物与滚筒间的动摩擦因数为
（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），固定轴与水平面间的夹角为 ，重力加速度为 。要保持衣
物在最高点时与滚筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为( )
B
A. B. C. D.
【解析】衣物在最高点时，对其进行受力分析，如图所示，则衣物在最高点做圆周运动所需
的向心力由重力垂直筒壁方向的分力与支持力的合力提供，所以有
（【易错】误认为重力沿与筒壁垂直方向的分力恰好提供向心力，其实不然，此时重力沿筒
壁方向的分力会使衣物沿筒壁下移，因为衣物对筒壁没有压力，也就没有摩擦力，与题干中
“相对静止”矛盾。），要使衣物与圆筒相对静止，则需要重力沿筒壁方向的分力不大于最大
静摩擦力，则有，两式联立解得 ，故滚筒转动角速度的
最小值为 ，故B正确。
3.［多选］［鲁科版必修二P81第9题条件变式］如图所示，在倾角为 的足够大的固定斜面上，一长度为 的轻杆
一端固定在点，且可绕点自由转动，另一端连着一质量为的小球（可视为质点）。现使小球从最低点 以速
率开始在斜面上做圆周运动，通过最高点。重力加速度大小为 ，轻杆与斜面平行，不计一切摩擦。下列说法
正确的是( )
ACD
A.小球通过点时所受轻杆的作用力大小为
B.小球通过点时的最小速度为
C.小球通过 点时斜面对小球的支持力与小球的速度无关
D.若小球以的速率通过点时突然脱落而离开轻杆，则小球到达与 点等高
处时与点间的距离为
【解析】小球在点受到重力、斜面的支持力以及杆的拉力，由牛顿第二定律可得 ，可得
，故A正确；杆可以为小球提供沿斜面方向的支持力，所以小球经过最高点 时的最小速度为
零，故B错误；斜面对小球的支持力始终等于重力沿垂直于斜面方向的分量，与小球的速度无关，故C正确；经分
析可知小球从 点脱落后在斜面上做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，在沿斜面方向做初速度为零的匀加
速直线运动，沿斜面方向根据牛顿第二定律有，可得 ，由位移公式有 ，可得
，水平方向距离 ，故D正确。
离心运动和近心运动
贰
离心运动和近心运动
（1）离心运动：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所
需向心力的情况下，就做 ______________的运动．
（2）受力特点（如图）
①当 时，物体沿 ______方向飞出，做匀速直线运动．
逐渐远离圆心
切线
②当 时，物体逐渐 ______圆心，做 ______运动．
③当 时，物体逐渐 ______圆心，做 ______运动．
（3）本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力 ______做
匀速圆周运动需要的向心力．
远离
离心
靠近
近心
小于
1.［人教版必修二P38图6.4-7拓展变式］如图所示，光滑水平面上，小球在拉力 作用下做
匀速圆周运动。若小球运动到点时，拉力 突然发生变化，则下列关于小球运动情况的说
法正确的是( )
C
A.若突然变小，小球可能沿 做离心运动
B.若突然变大，小球可能沿 做离心运动
C.若拉力突然消失，小球将沿 做匀速直线运动
D.若突然变小，小球可能沿 做向心运动
【解析】在光滑水平面上，拉力提供小球 做匀速圆周运动所需的向心力。当拉力突然变小时，拉力小于小球做
匀速圆周运动所需的向心力，因此小球可能沿做离心运动，故错误；当拉力 突然变大时，拉力大于小球做
匀速圆周运动所需的向心力，因此小球可能沿 做向心运动，故B错误；当拉力突然消失时，小球所受合力为零，
小球将沿切线方向做匀速直线运动，即小球将沿 做匀速直线运动，C正确。
2.［人教版必修二P38图6.4-9设问变式］如图，一辆汽车以速率 行驶在某公路的圆
弧弯道处，汽车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势。则在该弯道处( )
D
A.路面内、外侧可能一样高
B.若车速低于 ，汽车一定会向内侧滑动
C.若车速高于 ，汽车一定会向外侧滑动
D.当路面结冰时， 的值不变
【解析】汽车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势，即重力和支持力的合力提供汽车转弯的向心力，由此可知，
路面外侧高于路面内侧，A错误；当车速小于 时，汽车所需向心力减小，重力和支持力的合力大于向心力，则汽
车有向内侧滑动的趋势，摩擦力指向路面外侧，若汽车受到的重力、支持力和指向道路外侧的摩擦力的合力足以
提供汽车运动的向心力，车辆便不会向内侧滑动，B错误；当车速大于 时，重力和支持力的合力将不足以提供向
心力，若车速不超出某一最高限度，使得汽车受到的重力、支持力和指向道路内侧的摩擦力的合力足以提供向心
力，车辆便不会向外侧滑动，C错误；设弯道圆弧半径为，路面倾角为 ，根据力的合成与分解和牛顿第二定律
有，解得，则 的值与路面是否结冰无关，D正确。
关键点拨
离心运动的本质是做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势，一旦合外力不足以提供所需向心力，物体就会做离心运动。
3.［多选］［人教版必修二P40第5题拓展变式］如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转
动。滚筒上有很多漏水孔，转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。如
果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，那么( )
BD
A.在最高点时，水不会被甩出 B.相比最高点，水在最低点时更容易被甩出
C.增大滚筒转动的周期，水更容易被甩出 D.增大滚筒转动的转速，水更容易被甩出
【解析】滚筒高速转动时，若在最高点处的水所受的合力不足以提供向心力，水也会被甩出，故A错误；用和
分别表示在最高点和最低点水与衣物之间的附着力，假设水随衣物一起做匀速圆周运动时所需的向心力为 ，在
最高点时，根据牛顿第二定律有，在最低点时有，所以 ，则相比最高点，水在
最低点时更容易被甩出（【点拨】因为水在最低点时需要的附着力更大。），故B正确；增大滚筒转动的周期，根
据可知水所需向心力减小，水更不容易被甩出（【点拨】物体做离心运动的条件为 ，则
所需向心力越小越不容易被甩出。），故C错误；增大滚筒转动的转速，根据 可知水所需向心力增
大，水更容易被甩出，故D正确。
4.［鲁科版必修二P83第8题情境变式］中国空间站上的航天员们进行第二次太空授课
时，其中油水分离的实验过程如下：航天员王亚平拿出一支试管，管内的水与油均匀
混合，呈现悬浊的状态，叶光富用细线拴住试管并甩动起来，让试管在竖直平面内做
圆周运动，一段时间后试管内水和油出现了明显的分层。下列有关该实验说法正确的
是( )
B
A.因为空间站中所有物体都不受重力，试管中的水与油才没有出现自然的分层现象
B.转动过程中，试管内的水和油角速度相同
C.若保持细线长度不变，加快试管的转速，试管底部受到的压力将变小
D.若保持每秒钟的转数不变，甩动试管的细线越短，油水分离的现象越明显
【解析】因为空间站中物体所受重力用来提供其做圆周运动的向心力，物体处于完全失重状态，所以试管中的水
与油不会出现自然的分层现象，故A错误；转动过程中，试管内的水和油角速度相同，故B正确；若保持细线长度
不变，加快试管的转速，由，知变大，由牛顿第三定律得 ，所以试管底部受到的
压力将变大，故C错误；若保持每秒钟的转数不变，则转动的角速度不变，根据 ，细线缩短时，半径减
小，所以需要的向心力减小，油水分离现象越不明显，故D错误。
谢谢

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