高考物理第一轮考点专题复习要点分析

1、第第4 4课时圆周运动课时圆周运动 一、描述圆周运动的物理量一、描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速 度、周期、频率、转速、向心加速度、向心度、周期、频率、转速、向心加速度、向心 力等现比较如下表：力等现比较如下表： 相切相切 快慢快慢 转动快慢转动快慢 一周一周 圈数圈数 方向方向 快慢快慢 r2 方向方向 大小大小 圆心圆心 二、匀速圆周运动二、匀速圆周运动 1定义：做圆周运动的物体，若在相等的定义：做圆周运动的物体，若在相等的 时间内通过的圆弧长度时间内通过的圆弧长度_，就是匀速圆，就是匀速圆 周运动周运动 2特点：加速度大小

2、特点：加速度大小_，方向始终指，方向始终指 向向_ 3条件：合外力大小条件：合外力大小_、方向始终与、方向始终与 _方向垂直且指向圆心方向垂直且指向圆心 相等相等 不变不变 圆心圆心 不变不变 速度速度 一、匀速圆周运动一、匀速圆周运动 1运动性质：线速度大小不变，方向时刻运动性质：线速度大小不变，方向时刻 沿切线方向，所以有加速度，且加速度时刻沿切线方向，所以有加速度，且加速度时刻 沿半径方向在变化因此匀速圆周运动实际沿半径方向在变化因此匀速圆周运动实际 为变加速曲线运动为变加速曲线运动(又为匀速率圆周运动又为匀速率圆周运动) 2运动学性质运动学性质 (1)v：大小不变，方向时刻沿切线方向：

3、大小不变，方向时刻沿切线方向 (2)、T、 f、n：不变：不变 (3)a：大小不变，方向时刻沿半径指向圆：大小不变，方向时刻沿半径指向圆 心心 3动力学特点动力学特点 (1)做匀速圆周运动的物体，由合外力提供向做匀速圆周运动的物体，由合外力提供向 心力心力 (2)向心力特点：大小不变，方向与向心力特点：大小不变，方向与v垂直，垂直， 时刻沿半径指向圆心，作用效果改变速度的时刻沿半径指向圆心，作用效果改变速度的 方向方向 二、离心现象二、离心现象 1作圆周运动的物体，由于有惯性，有沿作圆周运动的物体，由于有惯性，有沿 切线运动的趋势，只是由于向心力作用，使切线运动的趋势，只是由于向心力作用，使

4、它不能沿切线方向飞出，而被限制着做圆周它不能沿切线方向飞出，而被限制着做圆周 运动，如右图运动，如右图 2当向心力消失当向心力消失F0，质点沿所在处的切，质点沿所在处的切 线方向飞出线方向飞出 3当提供的向心力不足即当提供的向心力不足即Fmr2，质点，质点 沿切线和圆周之间的一条曲线运动沿切线和圆周之间的一条曲线运动 三、竖直面内的圆周运动三、竖直面内的圆周运动 1特点：一般是变速圆周运动，也有匀速特点：一般是变速圆周运动，也有匀速 圆周运动圆周运动 2要求：最高点和最低点：受力，运动学要求：最高点和最低点：受力，运动学 方程，临界状态方程，临界状态 3不能产生支持力类：不能产生支持力类： 4

5、能产生支持力类：能产生支持力类： (1)常见情况：杆拉球在竖直面转动球常见情况：杆拉球在竖直面转动球 在光滑圆环轨道内运动穿在光滑环上的在光滑圆环轨道内运动穿在光滑环上的 小球的运动小球的运动 一、圆周运动运动学问题的求解一、圆周运动运动学问题的求解 如下图所示的传动装置中，如下图所示的传动装置中，B、C两两 轮固定在一起绕同一轴转动，轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用两轮用 皮带传动，三轮半径的关系是皮带传动，三轮半径的关系是rArC2rB.若若 皮带不打滑，求皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的轮边缘的a、b、c 三点的角速度三点的角速度A、B、C之比和线速度之比和线速度vA、 vB、vC

6、之比之比 【思路点拔思路点拔】解决此类传动问题时要抓住解决此类传动问题时要抓住 关键：皮带传动的两轮边缘各点线速度大小关键：皮带传动的两轮边缘各点线速度大小 相等，同轴转动的两轮各点的角速度相等相等，同轴转动的两轮各点的角速度相等 【解析解析】A、B两轮通过皮带传动，皮带两轮通过皮带传动，皮带 不打滑，则不打滑，则A、B两轮边缘的线速度大小相两轮边缘的线速度大小相 等，即等，即vAvB 由由vr，得：，得：A BrB rA1 2 B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、 C两轮的角速度相同，即两轮的角速度相同，即B C1 1 同理可得同理可得vB vCrB rC1

7、 2 由由式得式得A B C1 2 2 由由式得式得vA vB vC1 1 2. 【答案答案】1 2 21 1 2 【点评点评】解决此类问题要抓住一个桥梁：解决此类问题要抓住一个桥梁： 例例1中的中的B轮是联系轮是联系A轮和轮和C轮的桥梁，因为轮的桥梁，因为b 点和点和c点是同轴转动的两点，其角速度相同，点是同轴转动的两点，其角速度相同， b点和点和a点是皮带传动的两点，其线速度大小点是皮带传动的两点，其线速度大小 相等相等 1如下图所示，如下图所示，B和和C是一组是一组 塔轮，即塔轮，即B和和C半径不同，但固定在同一转半径不同，但固定在同一转 动轴上，其半径之比为动轴上，其半径之比为RB R

8、C3 2.A轮的轮的 半径大小与半径大小与C轮相同，它与轮相同，它与B轮紧靠在一起，轮紧靠在一起， 当当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦 作用，作用，B轮也随之无滑动地转动起来，轮也随之无滑动地转动起来，a、b、 c分别为三轮边缘的三个点，则分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点三点 在运动过程中的在运动过程中的() A线速度大小之比为线速度大小之比为3 2 2 B角速度之比为角速度之比为3 3 2 C转速之比为转速之比为2 3 2 D向心加速度大小之比为向心加速度大小之比为9 6 4 【答案答案】D 二、圆周运动动力学问题的求解二、圆周运动动力学问题的

9、求解 如右图所示，汽车在倾角为如右图所示，汽车在倾角为的路面的路面 上转弯时，若向心力完全由受到的支持力和上转弯时，若向心力完全由受到的支持力和 重力的合力提供，转弯半径为重力的合力提供，转弯半径为r，求汽车转，求汽车转 弯时相应的速度大小？弯时相应的速度大小？ 【解析解析】“向心力完全由受到的支持力和向心力完全由受到的支持力和 重力的合力提供重力的合力提供”汽车与路面间无侧向摩汽车与路面间无侧向摩 擦力擦力 由题意，画出汽车的受力图，如右图所由题意，画出汽车的受力图，如右图所 示汽车或火车在倾斜路面上转弯时，是在示汽车或火车在倾斜路面上转弯时，是在 水平面内做圆周运动，故支持力和重力的合水平

10、面内做圆周运动，故支持力和重力的合 力水平指向圆心，提供向心力力水平指向圆心，提供向心力 由图知，由图知，Fmgtan 2如右图所示是双人花样滑冰如右图所示是双人花样滑冰 运动男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的运动男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的 精彩场面若女运动员伸直的身体与竖直方精彩场面若女运动员伸直的身体与竖直方 向的夹角为向的夹角为，质量为，质量为m，重心位置做匀速，重心位置做匀速 圆周运动的半径为圆周运动的半径为r.求男运动员对女运动员求男运动员对女运动员 的拉力大小及两人转动的角速度的拉力大小及两人转动的角速度(女运动女运动 员已离开冰面员已离开冰面) (2009年高年高 考浙江

11、卷考浙江卷A)某校物理兴某校物理兴 趣小组决定举行遥控赛趣小组决定举行遥控赛 车比赛比赛路径如右车比赛比赛路径如右 图所示，赛车从起点图所示，赛车从起点A 出发，沿水平直线轨道出发，沿水平直线轨道 运动运动L后，由后，由B点进入半点进入半 径为径为R的光滑竖直圆轨的光滑竖直圆轨 道，道， 命题研究命题研究 离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运 动到动到C点，并能越过壕沟已知赛车质量点，并能越过壕沟已知赛车质量m 0.1 kg，通电后以额定功率，通电后以额定功率P1.5 W工作，工作， 进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3 N

12、，随，随 后在运动中受到的阻力均可不计图中后在运动中受到的阻力均可不计图中L 10.00 m，R0.32 m，h1.25 m，s1.50 m问：要使赛车完成比赛，电动机至少工问：要使赛车完成比赛，电动机至少工 作多长时间？作多长时间？(取取g10 m/s2) 【答案答案】2.53 s 高考命题常以新颖的实际生高考命题常以新颖的实际生 活情境作为背景，以竖直面内的圆周运动作活情境作为背景，以竖直面内的圆周运动作 为模型，不仅考查圆周运动的临界条件分析，为模型，不仅考查圆周运动的临界条件分析， 而且常和动能定理、机械能守恒、能量守恒而且常和动能定理、机械能守恒、能量守恒 定律综合进行考查，考生在平

13、时的复习中一定律综合进行考查，考生在平时的复习中一 定要对此类问题多加练习和思考，对不同条定要对此类问题多加练习和思考，对不同条 件下的临界条件进行比较件下的临界条件进行比较 (2009年高考广东卷年高考广东卷)如下图如下图 所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴 OO转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分 别为别为R和和H，筒内壁，筒内壁A点的高度为筒高的一半，点的高度为筒高的一半， 内壁上有一质量为内壁上有一质量为m的小物块求：的小物块求： (1)当筒不转动时，物块静止在筒壁当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到点受到 的摩

14、擦力和支持力的大小；的摩擦力和支持力的大小； (2)当物块在当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受点随筒做匀速转动，且其所受 到的摩擦力为零时，筒转动的角速度到的摩擦力为零时，筒转动的角速度 1关于做匀速圆周运动物体的向心加速度关于做匀速圆周运动物体的向心加速度 方向，下列说法正确的是方向，下列说法正确的是() A与线速度方向始终垂直与线速度方向始终垂直 B与线速度方向始终相反与线速度方向始终相反 C始终指向圆心始终指向圆心 D始终保持不变始终保持不变 【答案答案】AC 2如右图所示，静止在地球上物体都要随如右图所示，静止在地球上物体都要随 地球一起转动，下列说法正确的是地球一起转动，下列说法正

15、确的是() A它们的运动周期都是相同的它们的运动周期都是相同的 B它们的速度都是相同的它们的速度都是相同的 C它们的线速度大小都是相同的它们的线速度大小都是相同的 D它们的角速度是不同的它们的角速度是不同的 【解析解析】地球上的物体均绕一个轴运动，地球上的物体均绕一个轴运动， 其角速度、周期都相同，由其角速度、周期都相同，由vR知，知，R不不 同则同则v不同，只有不同，只有A正确正确 【答案答案】A 32008年年4月月28日凌晨，山东境内发生两列日凌晨，山东境内发生两列 列车相撞事故，造成了大量人员伤亡和财产列车相撞事故，造成了大量人员伤亡和财产 损失引发事故的主要原因是其中一列列车损失引发

16、事故的主要原因是其中一列列车 转弯时超速行驶如下图所示，是一种新型转弯时超速行驶如下图所示，是一种新型 高速列车，当它转弯时，车厢会自动倾斜，高速列车，当它转弯时，车厢会自动倾斜， 提供转弯需要的向心力；假设这种新型列车提供转弯需要的向心力；假设这种新型列车 以以360 km/h的速度在水平面内转弯，弯道半的速度在水平面内转弯，弯道半 径为径为1.5 km，则质量为，则质量为75 kg的乘客在列车转的乘客在列车转 弯过程中所受到的合外力为弯过程中所受到的合外力为() 【答案答案】A 4如右图所示，一种向自行车车灯供电的如右图所示，一种向自行车车灯供电的 小发电机的上端有一半径小发电机的上端有一

17、半径R01.0 cm的摩擦的摩擦 小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触当车小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触当车 轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为 发电机提供动力自行车车轮的半径发电机提供动力自行车车轮的半径R135 cm，小齿轮的半径，小齿轮的半径R24.0 cm，大齿轮的半，大齿轮的半 径径R310.0 cm.求大齿轮的转速求大齿轮的转速n1和摩擦小和摩擦小 轮的转速轮的转速n2之比之比(假定摩擦小轮与自行车车假定摩擦小轮与自行车车 轮之间无相对滑动轮之间无相对滑动)() 【解析解析】设摩擦小轮转动的角速度为设摩擦小轮转动的角速度为0， 自行车车轮转动的角速度为自行车车轮转动的角速度为1，由于自行车，由于自行车 车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，有：车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，有：R11 R00 小齿轮转动的角速度与自行车转动的角速度小齿轮转动的角速度与自行车转动的角速度 相同，也为相同，也为1， 设大齿轮转动的角速度为设大齿轮转动的角速度为，有：，有：R3 R21 【答案答案】2 175 5一辆质量一辆质量m2.0 t的小轿车，驶过半径的小轿车，驶过半径R 90 m的一段圆弧形桥面，