第三章专题3+圆周运动+课件-2027届高考物理一轮专题复习

课时3圆周运动考点一圆周运动的运动学问题基础梳理圆心速度1.2.3.典例精析命题视角1圆周运动中的传动问题,明确传动类型判断物理量间的关系常见的传动方式及特点项目同轴转动皮带传动齿轮传动装置A、B两点在同轴的一个圆盘上两个轮子用皮带连接,A、B两点分别是两个轮子边缘的点两个齿轮轮齿啮合,A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点【典例1】(容易)如图是某自行车的传动结构示意图,其中Ⅰ是半径r1=10cm的牙盘(大齿轮),Ⅱ是半径r2=4cm的飞轮(小齿轮),Ⅲ是半径r3=36cm的后轮。若某人在匀速骑行时每分钟踩脚踏板转30圈,取π=3.14,下列判断正确的是(

)B.牙盘转动的角速度为6.28rad/sC.飞轮边缘的线速度大小为3.14m/sD.自行车匀速运动的速度大小为2.826m/sD命题视角2圆周运动的多解问题【典例2】(中等)如图所示,水平放置的圆柱形筒绕其中心对称轴OO′匀速转动,筒的半径R=2m,筒壁上有一小孔P,一小球从孔正上方h=3.2m处由静止释放,此时小孔开口向上转到小球正下方。已知孔的半径略大于小球半径,筒壁厚度可以忽略,若小球恰好能够从小孔离开圆筒,g取10m/s2。则筒转动的周期可能为(

)D考点二圆周运动的动力学问题1.基础梳理方向大小圆心合力分力2.逐渐远离切线远离不足以典例精析命题视角1向心力的来源分析,情境中建模受力分析1.匀速圆周运动的实例分析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Fn=mgtanθ火车转弯Fn=mgtanθ圆锥摆Fn=mgtanθr=lsinθ飞车走壁Fn=mgtanθ汽车在水平路面转弯Fn=Ff水平转台(光滑)Fn=mBg2.变速圆周运动的向心力3.解题思维链定对象与轨道[确定研究对象,画出运动轨迹(圆心、半径、平面)]→受力分析[画出所有真实力(重力、弹力、摩擦力),不添加虚拟力(向心力)]→正交分解(径向与切向)→列方程求解(径向与切向)【典例3】(中等)(多选)四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示,小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动(连接B球的绳较长);如图乙所示,小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动,但是连接C、D的绳与竖直方向的夹角相等(连接D球的绳较长),则下列说法正确的是(

)A.小球A、B角速度大小相等B.小球A、B线速度大小相等C.小球C、D向心加速度大小相等D.小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等ACD命题视角2离心运动问题,辨析概念本质,分析临界条件,解释实际应用【典例4】(中等)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。下列说法正确的是(

)A.B端比A端的线速度小,安装时应该让B比A更靠近车轮的圆心B.旋转时,重物受到重力、弹力和向心力作用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,若LED灯转到最低点时能发光,则在最高点时也一定能发光C考点三竖直面内圆周运动的临界问题基础梳理1.竖直面内圆周运动的两类模型比较项轻绳模型轻杆模型常见类型小球在最高点没有支撑小球在最高点有支撑最高点受力特征除重力外,物体受到的弹力方向:向下或等于零除重力外,物体受到的弹力方向:向下、等于零或向上2.解题思维链命题视角掌握轻绳、轻杆模型的临界特征,解决竖直面内临界问题【典例5】(轻绳模型·容易)一根长L=60

cm的绳子系着一个小球,小球在竖直平面内做圆周运动。已知球的质量m=0.5

kg,(g取10

m/s2)求:(1)到达最高点时向心力的最小值;典例精析解析:(1)小球在最高点受重力和拉力,合力提供向心力,当拉力为零时,向心力最小,为F向min=mg=5

N。答案:(1)5

N(2)当小球在最高点的速度为3

m/s时,绳对小球的拉力;答案:(2)2.5

N,方向向下(3)当小球在最低点的速度为6

m/s时,绳对小球的拉力。答案:(3)35

N,方向向上【典例6】(轻杆模型·中等)如图甲所示,轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为FN,小球在最高点时的速度大小为v,其FN-