2027届新高考物理热点精准复习圆周运动

2027届新高考物理热点精准复习圆周运动索引考点1考点2课时跟踪练课程标准

1.熟练掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系。2.掌握匀速圆周运动由周期性引起的多解问题的分析方法。3.会分析圆周运动的向心力来源,掌握圆周运动的动力学问题的分析方法,掌握圆锥摆模型。01考点1圆周运动的运动学问题1.描述圆周运动的物理量2.匀速圆周运动(1)定义:如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处

,这种运动叫作匀速圆周运动。(2)特点:加速度大小

,方向始终指向

,是变加速运动。(3)条件:合力大小

,方向始终与

方向垂直且指向圆心。相等不变圆心不变速度3.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(如图所示)逐渐远离圆心①当F=0时,物体沿

方向飞出,做匀速直线运动。②当0<F<mrω2时,物体逐渐

圆心,做

运动。③当F>mrω2时,物体逐渐

,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。切线远离离心向圆心靠近近心小于1.匀速圆周运动是匀变速曲线运动。()2.物体做匀速圆周运动时,其线速度是不变的。()3.物体做匀速圆周运动时,其所受合力是变力。()4.向心加速度公式在非匀速圆周运动中不适用。()××√×描述圆周运动物理量的分析与计算(多选)(2025·福建卷)春晚上转手绢的机器人让人印象深刻,手绢上有P、Q两点,圆心为O,手绢做匀速圆周运动,则(

)A.P点的线速度小于Q点的线速度B.P点的角速度小于Q点的角速度C.P点的向心加速度大于Q点的向心加速度D.P点所受合外力方向总是指向O[解析]

由题图可知,P、Q绕O点做同轴转动,两点的周期和角速度相同,B错误;rQ>rP,根据v=ωr可知,Q点的线速度大于P点的线速度,A正确;由a=ω2r可知,Q点的向心加速度大于P点的向心加速度,C错误;P点做匀速圆周运动,合外力提供向心力,而向心力总是指向圆心O,D正确。

圆周运动中的传动问题(2026·黑龙江齐齐哈尔一模)机动车检测站进行车辆尾气检测的原理如下:车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚筒上,可使车轮在原地转动,然后把检测传感器放入尾气出口,操作员将车轮加速一段时间,在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数。如图所示,车内轮A的半径为rA,车外轮B的半径为rB,滚筒C的半径为rC,车轮与滚筒间不打滑,当车轮以恒定速度运行时,下列说法正确的是(

)A.A、B轮的角速度大小之比为rA∶rBB.A、B轮边缘的线速度大小之比为rA∶rBC.B、C的角速度之比为rB∶rCD.B、C轮边缘的向心加速度大小之比为rB∶rC

·方法总结·常见的传动方式及特点

(1)皮带传动:如图1甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,即vA=vB。

(2)摩擦传动和齿轮传动:如图2甲、乙所示,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vA=vB。

(3)同轴转动:如图3甲、乙所示,绕同一转轴转动的物体,角速度相同,ωA=ωB,由v=ωr知v与r成正比。

圆周运动的多解问题(2026·安徽模拟)如图所示,一水平圆盘半径为R=1.2m,绕过圆心O的竖直轴转动,A、O、B三点共线,且A、B为圆盘边缘的标记点。当A点转到最左侧时,在A点相对于地面沿ABO所在的竖直平面内斜向上抛出一个小球,小球速度方向与直线AOB的夹角为θ=53°。已知小球击中圆盘右边缘时,恰与此时转动到该位置的标记点A重合。重力加速度g取10m/s2,π取3,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)小球从A点斜向上抛出的速度大小;(2)圆盘转动角速度的最小值。[答案]

(1)5m/s

(2)3.75rad/s

·方法总结·

匀速圆周运动的周期性和多解性问题

匀速圆周运动的基本特征之一就是周期性,即物体在做匀速圆周运动过程中,其空间位置具有时间上的重复性,这一特点决定了匀速圆周运动问题的多解性。在分析匀速圆周运动与其他运动(匀速直线运动、平抛运动等)相联系的问题时,利用运动的等时性(同时发生、同时结束)是解决此类问题的关键。02考点2圆周运动的动力学问题

方向大小mω2r圆心

运动模型向心力Fn的来源(图示)

运动模型向心力Fn的来源(图示)汽车在水平路面转弯

Fn=_______

飞机水平转弯

Fn=________水平转台(光滑)

Fn=__________火车转弯

Fn=___________2.匀速圆周运动中向心力的来源FfmgtanθmgtanθmBg运动模型向心力Fn的来源(图示)

运动模型向心力Fn的来源(图示)圆锥摆

Fn=_______r=lsinθ

汽车过凸形桥飞车走壁

Fn=___________汽车过凹形桥mgtanθmgtanθ1.水平转盘上物块随转盘转动时受重力、弹力、向心力作用。()2.做匀速圆周运动的物体所受向心力不变。()3.向心力可以是物体受到的某一个力,也可以是物体受到的合力。()4.变速圆周运动的向心力不指向圆心。()××√×(人教版必修第二册P38图6.4-9改编)如图所示,汽车正在水平路面上沿圆轨道匀速率转弯,且没有发生侧滑。下列说法正确的是(

)A.汽车转弯时由车轮和路面间的静摩擦力提供向心力B.汽车转弯时由汽车受到的重力与支持力的合力提供向心力C.汽车转弯时由车轮和路面间的滑动摩擦力提供向心力D.汽车转弯半径不变,速度减小时,汽车受到的静摩擦力可能不变圆周运动向心力来源分析(多选)如图所示,矩形金属框MNQP竖直放置,其中MN、PQ足够长,且PQ杆光滑。一根轻弹簧一端固定在M点,另一端连接一个质量为m的小球,小球穿过PQ杆。金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω'匀速转动时,小球均相对PQ杆静止。若ω'>ω,则与以ω匀速转动时相比,以ω'匀速转动时(

)A.小球的高度一定降低B.弹簧弹力的大小一定不变C.小球对杆压力的大小一定变大D.小球所受合力的大小一定变大

[解析]

设弹簧的劲度系数为k,形变量为x,弹簧与竖直方向的夹角为θ,MN、PQ间的距离为L,对小球受力分析,竖直方向有kxcos

θ-mg=0,即竖直方向合力为零,水平方向有kxsin

θ±FN=mω2L,当金属框以ω'绕MN轴转动时,假设小球的位置升高,则kx减小,cos

θ减小,小球竖直方向受力不能平衡;假设小球的位置降低,则kx增大,cos

θ增大,小球竖直方向受力同样不能平衡,则小球的位置不会变化,弹簧弹力的大小一定不变,故A错误,B正确;小球对杆的压力大小F压=FN=mω2L-kxsin

θ或F压=FN=kxsin

θ-mω2L,所以当角速度变大时压力大小不一定变大,故C错误;当角速度变大时小球受到的合力一定变大,故D正确。·方法总结·

圆周运动中动力学问题的分析思路

圆锥摆模型(2026·辽宁沈阳六校联考)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