高考物理大一轮专题复习43圆周运动讲义新人教

1、高考物理大一轮专题复习43圆周运动讲义新人教1(匀速圆周运动的条件和性质匀速圆周运动的条件和性质)(多选多选)质点质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是做匀速圆周运动时，下列说法正确的是 ()A速度的大小和方向都改变速度的大小和方向都改变B匀速圆周运动是匀变速曲线运动匀速圆周运动是匀变速曲线运动C当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆周运动做匀速圆周运动D向心加速度大小不变，方向时刻改变向心加速度大小不变，方向时刻改变匀速圆周运动是速度大小匀速圆周运动是速度大小不变，方向时刻改变，合不变，方向时刻改变，合外力指向圆心全部提供向外力指向圆心全部提

2、供向心加速度的非匀变速曲线心加速度的非匀变速曲线运动，加速大小不变，方运动，加速大小不变，方向时刻指向圆心，故选项向时刻指向圆心，故选项C、D 答案 基础自测CD2.(匀速圆周运动的向心力分析匀速圆周运动的向心力分析)如图所示，水平转台上放着如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是 ()A受重力和台面的支持力受重力和台面的支持力B受重力、台面的支持力和向心力受重力、台面的支持力和向心力C受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力受重力、台面

3、的支持力、向心力和静摩擦力D受重力、台面的支持力和静摩擦力受重力、台面的支持力和静摩擦力硬币随转台转硬币随转台转动时，除受重动时，除受重力、支持力外力、支持力外，还受指向转，还受指向转轴的静摩擦力轴的静摩擦力作用，故作用，故D正确正确基础自测 解析 答案 图片显/隐 D3(描述匀速圆周运动的物理量的理解描述匀速圆周运动的物理量的理解)(多多选选)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为，转动周期为2 s，则，则()A角速度为角速度为0.5 rad/sB转速为转速为0.5 r/s基础自测 解析 答案 BCD4.(离心现象的理解离心现象的理解)

4、(2015兰州模拟兰州模拟)如图所示，洗衣如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是中错误的是 ()A脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的B水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故的缘故C加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好D靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果好好水滴依附衣物的附着力是一定的，水滴依附衣物的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力当水滴因

5、做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，大于该附着力时，水滴被甩掉，B错误；脱水过程中，衣物做离心运动错误；脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，而甩向桶壁，A正确；角速度增大，水正确；角速度增大，水滴所需向心力增大，脱水效果更好，滴所需向心力增大，脱水效果更好，C正确；周边的衣物因圆周运动的半正确；周边的衣物因圆周运动的半径径R更大，在更大，在一定时，所需向心力比一定时，所需向心力比中心的衣物大，脱水效果更好，中心的衣物大，脱水效果更好，D正确正确基础自测 解析 答案 图片显/隐 B一一、描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量1线速度线速度：描述物体圆周运动快慢：描述物体圆周运动

6、快慢2角速度角速度：描述物体转动快慢：描述物体转动快慢3周期和频率周期和频率：描述物体：描述物体_教材梳理转动快慢4向心加速度向心加速度：描述：描述_变化快慢的物理量变化快慢的物理量3方向方向：总是沿半径方向指向：总是沿半径方向指向_，时刻在改变，即向心力是一个变力，时刻在改变，即向心力是一个变力4来源来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的_提供，还可以由提供，还可以由一个力的一个力的_提供提供教材梳理方向大小m2r线速度方向圆心合力分力三、圆周运动、向心运动和离心运动三、圆周运动、向心运动和离心运动1匀速圆周运动与非匀速圆周运动匀速圆周运动与

7、非匀速圆周运动两种运动具体比较见下表两种运动具体比较见下表.教材梳理项目项目匀速圆周运动匀速圆周运动非匀速圆周运动非匀速圆周运动定义定义线速度的大小线速度的大小_的圆周的圆周运动运动线速度的大小线速度的大小_的圆的圆周运动周运动运动特运动特点点F向向、a向向、v均大小不变，方均大小不变，方向变化，向变化，不变不变F向向、a向向、v大小和方向均发大小和方向均发生变化，生变化，发生变化发生变化向心力向心力 F向向F合合由由F合合沿半径方向的分力提供沿半径方向的分力提供不变不断变化2.离心运动离心运动(1)本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿

8、着_ _飞出去的倾向飞出去的倾向(2)受力特点受力特点(如图所示如图所示)当当F_时，物体做匀速圆周运动；时，物体做匀速圆周运动；当当F0时，物体沿时，物体沿_飞出；飞出；当当Fmr2时，物体逐渐向时，物体逐渐向_靠近，做靠近，做_运动运动教材梳理圆周切线方向mr2切线方向mr2圆心向心1圆周运动各物理量间的关系圆周运动各物理量间的关系考点一圆周运动中的运动学分析考点阐释考点阐释考点一圆周运动中的运动学分析1.(2015广州调研广州调研)(多选多选)如右图所示，当正方形如右图所示，当正方形薄板绕着过其中心薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动并与板垂直的转动轴转动时，板上时，板上A、B两点两

9、点()A角速度之比角速度之比A B1 1题组设计 解析 答案 图片显/隐 AD考点一圆周运动中的运动学分析2(2015荆州模拟荆州模拟)如图所示，如图所示，A、B是两是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为RA2RB，则两轮边缘上的，则两轮边缘上的 ()A角速度之比角速度之比A B2 1B周期之比周期之比TA TB1 2C转速之比转速之比nA nB1 2D向心加速度大小之比向心加速度大小之比aA aB2 1题组设计 解析 答案 图片显/隐 C考点一圆周运动中的运动学分析3.(多选多选)如图所示为皮带传动装置，右轮的半径如图所示为皮带传动装置，右轮的半径为为r，a是它

10、边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是的半径是4r，小轮的半径是，小轮的半径是2r，b点在小轮上，到点在小轮上，到小轮中心的距离为小轮中心的距离为r，c点和点和d点分别位于小轮和大点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中皮带不打滑，则轮的边缘上，若在传动过程中皮带不打滑，则()Aa点和点和b点的线速度大小相等点的线速度大小相等Ba点和点和b点的角速度大小相等点的角速度大小相等 Ca点和点和c点的线速度大小相等点的线速度大小相等Da点和点和d点的向心加速度大小相等点的向心加速度大小相等题组设计 解析 答案 图片显/隐 CD考点一圆周运动中的运动学分析常见

11、的三种传动方式及特点常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图皮带传动：如图1甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线甲、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，即速度大小相等，即vAvB.(2)摩擦传动：如图摩擦传动：如图2甲所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线甲所示，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，即速度大小相等，即vAvB.规律总结考点一圆周运动中的运动学分析图2图图2(3)同轴传动：如图同轴传动：如图2乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即

12、角速度大小相等，即AB.规律总结考点一圆周运动中的运动学分析1向心力的来源向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力另外添加一个向心力2向心力的确定向心力的确定(1)先确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置先确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置(2)再分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向再分析物体的受力情况，找出所有的力沿

13、半径方向指向圆心的合力就是向心力心力考点二匀速圆周运动中的动力学分析考点阐释3解决动力学问题要注意三个方面的分析解决动力学问题要注意三个方面的分析(1)几何关系的分析，目的是确定圆周运动的圆心、半径等几何关系的分析，目的是确定圆周运动的圆心、半径等(2)运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力(3)受力分析，目的是利用力的合成与分解知识，表示出物体做圆周运动时受力分析，目的是利用力的合成与分解知识，表示出物体做圆周运动时，外界所提供的向心力，外界所提供的向心力考点阐释考点二匀速圆周运动中的动力学分析1.(多选多选)“飞车走壁飞车走壁”

14、是一种传统的杂技艺术，演员是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来如右图所示，已知桶壁的倾角为如右图所示，已知桶壁的倾角为，车和人的总质量，车和人的总质量为为m，做圆周运动的半径为，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是()题组设计 解析 答案 图片显/隐 AC考点二匀速圆周运动中的动力学分析2.如图所示，在光滑的水平面上有两个如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的质量相同的A球和球和B球，球，A、B之间以及之间以及B球

15、与固定点球与固定点O之间分别用两段轻绳之间分别用两段轻绳相连，二者以相同的角速度绕着相连，二者以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动，如果点做匀速圆周运动，如果OB2AB，则，则绳绳OB与绳与绳BA的张力大小之比为的张力大小之比为 ()A2 1B2 3C5 3 D5 2设设AB、OB段拉力分别为段拉力分别为F1、F2，AB、OB的长度的长度分别为分别为r和和2r，则，则A球运动的半径为球运动的半径为3r，二者以相，二者以相同的角速度绕着同的角速度绕着O点做匀速圆周运动，点做匀速圆周运动，A球在水平球在水平方向只受方向只受AB段拉力段拉力F1，对，对A，由牛顿第二定律得，由牛顿第二定律得F1m23

16、r B球在水平方向受球在水平方向受OB段指向圆心的拉力为段指向圆心的拉力为F2，受受BA段背离圆心的拉力为段背离圆心的拉力为F1，对，对B，由牛顿第二定，由牛顿第二定律得律得F2F1m22r 由由式得式得F2 F15 3.因此本题正确选项为因此本题正确选项为C.题组设计 解析 答案 图片显/隐 C考点二匀速圆周运动中的动力学分析动力学解题步骤一般为动力学解题步骤一般为(1)确定研究对象，确定轨道平面和圆心位置，从而确定向心力的方向确定研究对象，确定轨道平面和圆心位置，从而确定向心力的方向(2)选定向心力方向为正方向选定向心力方向为正方向(3)受力分析受力分析(不要把向心力作为某一性质的力进行分

17、析不要把向心力作为某一性质的力进行分析)(4)由牛顿第二定律列方程由牛顿第二定律列方程(5)求解并说明结果的物理意义求解并说明结果的物理意义规律总结考点二匀速圆周运动中的动力学分析临界问题广泛地存在于中学物理中，解答临界问题的关键是准确判断临界状临界问题广泛地存在于中学物理中，解答临界问题的关键是准确判断临界状态，再选择相应的规律灵活求解，其解题步骤为：态，再选择相应的规律灵活求解，其解题步骤为：1判断临界状态判断临界状态：有些题目中有：有些题目中有“刚好刚好”“恰好恰好”“正好正好”等字眼，明显表明题述等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；若题目中有的过程存在着临界点；若题目中有“取值范围

18、取值范围”“多长时间多长时间”“多大距离多大距离”等词语，等词语，表明题述的过程存在着表明题述的过程存在着“起止点起止点”，而这些起止点往往就是临界状态；若题目中有，而这些起止点往往就是临界状态；若题目中有“最大最大”“最小最小”“至多至多”“至少至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点也往往是临界状态也往往是临界状态2确定临界条件确定临界条件：判断题述的过程存在临界状态之后，要通过分析弄清临界：判断题述的过程存在临界状态之后，要通过分析弄清临界状态出现的条件，并以数学形式表达出来状态出现的条件，并以数学形式表达出来考点三圆周运动中的临界问

19、题考点阐释3选择物理规律：选择物理规律：当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，对于不同当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，对于不同的运动过程或现象，要分别选择相对应的物理规律，然后再列方程求解的运动过程或现象，要分别选择相对应的物理规律，然后再列方程求解考点阐释考点三圆周运动中的临界问题题组设计 解析 答案 图片显/隐 C小物块恰好滑动时，应在小物块恰好滑动时，应在A点点，对滑块受力分析由牛，对滑块受力分析由牛顿第二定律得顿第二定律得mgcos 30mgsin 30m2r，解，解得得1.0 rad/s，C正确正确考点三圆周运动中的临界问题题组二题组二水平转盘转动问题水平转盘转动问题2.(

20、2014高考新课标全国高考新课标全国卷卷)(多选多选)如图所示如图所示，两个质量均为，两个质量均为m的小木块的小木块a和和b(可视为质点可视为质点)放放在水平圆盘上，在水平圆盘上，a与转轴与转轴OO的距离为的距离为l，b与与转轴的距离为转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的木块所受重力的k倍，重力加速度大小为倍，重力加速度大小为g.若圆若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示表示圆盘转动的角速度下列说法正确的是圆盘转动的角速度下列说法正确的是 ()题组设计 解析 答案 图片显/隐 AC考点三圆周运动中的临界问

21、题题组设计 解析考点三圆周运动中的临界问题题组三题组三圆锥摆模型转动问题圆锥摆模型转动问题3.如图所示，半径为如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心与过陶罐球心O的对称轴的对称轴OO重合转台以重合转台以一定角速度一定角速度匀速旋转，一质量为匀速旋转，一质量为m的小物的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和和O点的连线与点的连线与OO之间的夹角之间的夹角为为60，重力加速度大小为重力加速

22、度大小为g.题组设计 解析考点三圆周运动中的临界问题(1)若若0，小物块受到的摩擦力恰好，小物块受到的摩擦力恰好为零，求为零，求0；(2)若若(1k)0，且，且0k1，求小，求小物块受到的摩擦力大小和方向物块受到的摩擦力大小和方向(2)若若0(1k)时，物块有向下滑的时，物块有向下滑的趋势，摩擦力沿罐壁切线向上，受力如趋势，摩擦力沿罐壁切线向上，受力如图乙所示图乙所示y方向，受力平衡，有方向，受力平衡，有FNcos 60Ff1cos 30mg题组设计 解析考点三圆周运动中的临界问题x方向，根据牛顿第二定律有方向，根据牛顿第二定律有FNsin 60Ff1sin 30m(1k)02Rsin 60 y方向，受力平衡，有方向，受力平衡，有FNcos 60Ff2sin 60mg 题组设计 解析考点三圆周运动中的临界问题题组设计 解析 答案 考点三圆周运动中的临界问题规律总结分析圆周运动问题的基本思路分析圆周运动问题的基本思路考点三圆周运动中的临界问题圆周运动的运动学分析和动力学分析是本节的重点、难点，也是高考的圆周运动的运动学分析和动