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高考重点考点解读与针对性训练
第五章 圆周运动
考点30 车辆转弯
【考点解读】
车辆转弯的四种模型
运动
模型
向心力的
来源图示
运动
模型
向心力的
来源图示
飞机水
平转弯
火车
转弯
汽车在
水平路
面转弯
飞车
走壁
【高考真题】
【典例1】. （2024 高考甘肃卷）电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的
是（ ）
A. 小车的动能不变
B. 小车的动量守恒
C. 小车的加速度不变
D. 小车所受的合外力一定指向圆心
【典例2】.（2024·江西高考14 题）雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅
在雪地上滑动。如图a、b 所示，传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O 点的
竖直轴匀速转动。圆盘边缘A 处固定连接一轻绳，轻绳另一端B 连接转椅（视为质点）。
转椅运动稳定后，其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数为μ，重力
加速度为g，不计空气阻力。
（1）在图a 中，若圆盘在水平雪地上以角速度ω1匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地
上绕O 点做半径为r1的匀速圆周运动。求AB 与OB 之间夹角α 的正切值。
（2）将圆盘升高，如图b 所示。圆盘匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O1点做
半径为r2的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为θ，绳子在水平雪地上的投影A1B 与
O1B 的夹角为β。求此时圆盘的角速度ω2。
【典例3】 （2023 年新高考福建卷）清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身
斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。
短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并
保持。在其创造纪录的比赛中，
（1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前
用时
。该过程可视为匀加速直线运
动，求此过程加速度大小；
（2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为
的匀速圆周运动，速度大小为
。已知武大靖的质量为
，求此次过弯时所需的向心力大小；
（3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实
现平稳过弯，如图所示。求武大靖在（2）问中过弯时身体与水平面的夹角
的大小。（不
计空气阻力，重力加速度大小取
，
、
、
、
）
【典例4】. （2022 年高考上海卷）运动员滑雪时运动轨迹如图所示，已知该运动员滑行
的速率保持不变，角速度为ω，向心加速度为a，则
A。ω 变小，a 变小
B。ω 变小，a 变大
C。ω 变大，a 变小
D。ω 变大，a 变大
【典例5】（2022 年高考辽宁物理） 2022 年北京冬奥会短道速滑混合团体2000 米接力决
赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员
加速到速度
时，滑过的距离
，求加速度的大小；
（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、
乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为
，滑行速率分别为
，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断
哪位运动员先出弯道。
【针对性训练】
1. （2025·湖北名校联考）如图所示是为我国的福建号航母配置的歼-35 战机，具有优异的
战斗性能，其过载能力可以达到9。过载是指作用在战机上的气动力和发动机推力的合力
与战机重力之比。例如，歼-35 战机以大小为2g 的加速度竖直向上加速运动时，其过载就
是3。若歼-35 战机在一次做俯冲转弯训练时，在最低点时速度大小为200 m/s，过载为
5，重力加速度取g＝10 m/s2，将战机的运动轨迹看成圆弧，则战机的转弯半径约为（
）
A.800 m
B.1 000 m
C.1 200 m
D.1 400 m
2. （2024 年7 月四川达州期末）在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图甲所
示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度
大小为
。在修建一些急转弯的公路时，通常也会将弯道设置成外高内低（如图乙所示）。
当汽车以规定的行驶速度转弯时，可不受地面的侧向摩擦力，设此时的速度大小为
，重
力加速度为g。以下说法中正确的是（ ）
A. 火车弯道的半径
B. 当火车速率大于
时，外轨将受到轮缘的挤压
C. 当汽车速率大于
时，汽车一定会向弯道外侧“漂移”
D. 当汽车质量改变时，规定的行驶速度
也将改变
3 (2024·广东广州高三期末)山崖边的公路常常被称为最险公路，某弯道如图所
示，外圈临悬崖，内圈靠山，为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面往往设计
成倾斜的。某汽车在这样的弯道转弯，下列说法正确的是( )
A.汽车以恒定速率转弯时，做匀变速曲线运动
B.汽车以恒定速率转弯时，转弯半径越大，所需向心力越大
C.为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面应该设计成内低外高
D.因弯道路面倾斜，汽车转弯时一定不需要摩擦力提供向心力
4 (2024·广东韶关市南雄中学检测)上海磁悬浮列车线路需要转弯的地方有三处，
其中设计的最大转弯处半径达到8 000 米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯
处最小半径也达到1 300 米。一个质量为50 kg 的乘客坐在以360 km/h 速率驶过
半径2 500 米弯道的车厢内，下列说法正确的是(g 取10 m/s2)( )
A.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适
B.弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度
C.乘客受到来自车厢的力大小约为200 N
D.乘客受到来自车厢的力大小约为540 N
5 . (2024 年5 月河北保定九校联考)如图所示，铁路拐弯处内、外轨有一定的高度差，当质
量一定的火车以设计的速率
在水平面内转弯时，轨道对车轮的支持力大小为
，当火车
以实际速率
在此弯道上转弯时，轨道将施于车轮一个与枕木平行的侧压力F，下
列说法正确的是（ ）
A. 若
，侧压力F 方向由外轨指向内轨
B. 若
，侧压力F 方向由内轨指向外轨
C. 若
，轨道对车轮的支持力等于
D. 若
，轨道对车轮的支持力大于
6 (2024·广东韶关市南雄中学检测)上海磁悬浮列车线路需要转弯的地方有三处，
其中设计的最大转弯处半径达到8 000 米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯
处最小半径也达到1 300 米。一个质量为50 kg 的乘客坐在以360 km/h 速率驶过
半径2 500 米弯道的车厢内，下列说法正确的是(g 取10 m/s2)( )
A.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适
B.弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度
C.乘客受到来自车厢的力大小约为200 N
D.乘客受到来自车厢的力大小约为540 N
7 (2024·广东广州高三期末)山崖边的公路常常被称为最险公路，某弯道如图
12 所示，外圈临悬崖，内圈靠山，为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面往往
设计成倾斜的。某汽车在这样的弯道转弯，下列说法正确的是( )
图12
A.汽车以恒定速率转弯时，做匀变速曲线运动
B.汽车以恒定速率转弯时，转弯半径越大，所需向心力越大
C.为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面应该设计成内低外高
D.因弯道路面倾斜，汽车转弯时一定不需要摩擦力提供向心力
8 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M 向N 行驶，速度逐渐减小。如图A、B、C、
D 分别画出了汽车转弯时所受合力F 的四种方向，你认为正确的是（ ）
9 如图所示，当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂的
玩具小熊的细线与车厢侧壁平行，同时观察到放在桌面上的水杯内的水面（与车厢底板平
行）。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是
（ ）
A.列车转弯时的向心加速度大小为gtan θ
B.列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用
C.水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力
D.水杯受到指向桌面内侧的静摩擦力
10 列车转弯时的受力分析如图所示，铁路转弯处的圆弧半径为R，两铁轨之间的距离为
d，内外轨的高度差为h，铁轨平面和水平面间的夹角为α（α 很小，可近似认为tan α≈sin
α），重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.列车转弯时受到重力、支持力和向心力的作用
B.列车过转弯处的速度v＝❑√
gRh
d
时，列车轮缘不会挤压内轨和外轨
C.列车过转弯处的速度v＜❑√
gRh
d
时，列车轮缘会挤压外轨
D.若减小α 角，可提高列车安全过转弯处的速度
11 （2025·江苏南通市检测）有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿
圆台形表演台的光滑侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的
行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是（ ）
A.h 越高，摩托车对侧壁的压力越大
B.h 越高，摩托车做圆周运动的加速度越小
C.h 越高，摩托车做圆周运动的周期越大
D.h 越高，摩托车做圆周运动的线速度越小
12 .如图是某无人机绕拍摄主体做水平匀速圆周运动时的示意图。已知该无人机的质量为
m，无人机的轨道距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，无人机飞行的线速度
大小为v，则无人机做匀速圆周运动时（ ）
A.角速度为v
r
B.所受空气作用力为mg
C.向心加速度为
v
2
❑√r
2－h
2
D.绕行的周期为T＝2π r
v
12 （2025·安徽淮北模拟）港珠澳大桥总长约55 km，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，设计时速100 km/h。如图所示，该路段是港珠澳
大桥的一段半径r＝150 m 的圆弧形弯道，总质量m＝1 800 kg 的汽车通过该圆弧形弯道
时以速度v＝90 km/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3
4 ，重力加速度g 取
10 m/s2，则（ ）
A.汽车过该弯道时受到重力、支持力、摩擦力、牵引力和向心力
B.汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为4 000 N
C.汽车过该弯道时的向心加速度大小为4 m/s2
D.汽车能安全通过该弯道的最大速度为15❑√5 m/s
13. （海淀区2024-2025 学年第二学期期末练习）如图1 所示，“冰坑挑战”需要挑战者先
进入一个坡面与水平面夹角为
、半径为R 的倒圆锥型冰坑，然后尝试从其中离开。方式
甲——挑战者沿着如图2 甲所示坡面向上走或爬的方式，很难离开冰坑，通常还是会滑回
坑底。方式乙——挑战者沿着如图2 乙所示的螺旋线方式跑动多圈后，最终可以成功离开
冰坑。已知挑战者的质量为m，其与冰面的动摩擦因数为
，重力加速度为g。为了讨论
方便，假定滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等；方式乙中人的跑动半径r 缓慢增大，每
一圈的轨迹都可近似为与水平地面平行的圆。下列说法正确的是（ ）
A. 在方式甲中，一定满足关系式
B. 在方式甲和方式乙中，挑战者受到的最大静摩擦力大小不同
C. 在方式乙中，可利用
求得每圈的最小速度
D. 在方式乙中，挑战者离开冰坑做的功至少为
14．（11 分）（2025 年4 月浙江名校联考）如图示“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常
玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒
假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为8r/min 时，绳子与水平杆垂直，绳
子张力为150N，已知他和雪圈总质量为60kg，水平杆长为3m，离地高为3m，绳长为
5m，取
2
π
3,
10m/s
g
求
（1）小张绕转轴转动的角速度大小；
（2）小张和雪圈对地面的压力大小；
（3）绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功大小。
15 .2022 年北京冬奥会短道速滑混合团体2 000 米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国
队在本届冬奥会的首金。
（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员
加速到速度v＝9 m/s 时，滑过的距离x＝15 m，求加速度的大小；
（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、
乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R 甲＝8 m、R 乙＝9 m，滑行速率分别为v 甲
＝10 m/s、v 乙＝11 m/s，求甲、乙两名运动员过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计
算判断哪位运动员先出弯道。
16.清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。
500 m 短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中。
（1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前8 m 用时2 s。该过程可视为匀加速直线
运动，求此过程加速度大小；
（2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为10 m 的匀速圆周运动，速度大小为14
m/s。已知武大靖的质量为73 kg，求此次过弯时所需的向心力大小；
（3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实
现平稳过弯，如图所示。求武大靖在（2）问中过弯时身体与水平面的夹角θ 的大小。（不
计空气阻力，重力加速度大小取10 m/s2，tan 22°＝0.40、tan 27°＝0.51、tan 32°＝
0.62、tan 37°＝0.75）
