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知识梳理一、圆周运动(必修二第六章第1、2、3节)1.描述圆周运动的物理量(1)线速度定义做圆周运动的物体通过的弧长Δs与所用时间Δt的比值表达式方向线速度是矢量,其方向为物体做圆周运动时该点的______________

物理意义描述物体沿圆周运动的快慢

切线方向

(2)角速度定义做圆周运动的物体,半径转过的角度Δθ与所用时间Δt的比值表达式单位弧度每秒,符号___________意义描述物体绕圆心转动的快慢

rad/s

(3)周期、频率和转速项目周期(T)频率(f)转速(n)定义做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的__________

做匀速圆周运动的物体每秒转过的圈数物体转过的________与所用时间之比

单位秒(s)赫兹(Hz)转每秒(r/s)公式n=f意义从不同角度描述物体转动快慢的物理量

时间

圈数

(4)向心加速度定义物体做匀速圆周运动时总指向圆心的加速度公式

方向向心加速度的方向时刻在变化,总是沿半径指向圆心,即始终与线速度方向垂直,所以圆周运动一定是变加速曲线运动意义描述线速度方向改变的_________

快慢

对应频率

对应线速度对应转速

对应线速度、角速度

对应周期对应角速度2.圆周运动的向心力概念做匀速圆周运动的物体所受的总指向__________的合力

方向始终沿半径方向指向__________,时刻在改变,即向心力是一个__________

大小来源向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的__________提供,也可以由一个力的__________提供,向心力是根据力的作用效果命名的

圆心

圆心

变力

mω2r

合力

分力

二、离心运动和近心运动(必修二第六章第4节)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.实质:物体惯性的表现。

逐渐远离圆心

3.受力特点(如图)提供满足需要提供大于需要需要大于提供或提供不足若

或物体做匀速圆周运动若

或若

或若

物体做半径变小的向心运动，做近心运动物体逐渐远离圆心，做离心运动物体沿切线方向飞出考点突破考点一

圆周运动的运动学问题【要点精粹】1.描述圆周运动的物理量之间的关系线速度

角速度

周期

频率

（转速n）

圆周运动各物理量之间的关系2.掌握三种传动方式类型模型模型解读皮带传动

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。由v=ωr知ω与r成反比摩擦(或齿轮)传动

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。由v=ωr知ω与r成反比类型模型模型解读同轴传动

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

A.90 B.120 C.150 D.180√

角度2

传动问题【典例2】【多选】(鲁科必修二P62例题【改编】)常见的转动传递方式有皮带传动、链条传动、摩擦传动和齿轮传动。如图是一种皮带传动装置示意图,A、B两点分别是两轮轮缘上的点,C是O2、B连线的中点,大轮与小轮的半径之比为2∶1。若皮带不打滑,则A、B、C三个点的线速度、角速度、周期、加速度的比例关系为(

)A.vA∶vB∶vC=2∶2∶1B.ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1C.TA∶TB∶TC=1∶2∶2D.aA∶aB∶aC=1∶2∶4√√√【编改溯源】情境不变,改变考查方式,扩展设问角度。【思路导引】抓关键词皮带不打滑B、C在同一个转轮上绕同一轴转动C是O2、B连线的中点说明B、C两点具有相同的角速度说明A、B两点线速度大小相等

考点二

圆周运动的动力学问题【要点精粹】1.对圆周运动向心力的理解(1)向心力是按力的作用效果命名的,可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质力提供,可以是某个力或某个力的分力,也可以是几个力的合力,在受力分析中要避免再添加一个向心力。(2)匀速圆周运动的合外力恰好全部提供向心力,即F向=F合。(3)变速圆周运动的合外力与向心力的关系变速圆周运动的合外力方向一般不指向圆心,可以分解为如图所示的两个分力。2.圆周运动的常见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

Fn=mgtanθ=mrω2火车转弯①切向分力Fτ:产生切向加速度aτ,只改变线速度的大小。当aτ与v同向时,速度增大,做加速圆周运动;反向时则速度减小,做减速圆周运动。②法向分力Fn:提供向心力,产生向心加速度an,只改变线速度的方向。运动模型向心力的来源图示运动模型向心力的来源图示汽车在水平路面转弯

Fn=Ff=mrω2水平转台(光滑)汽车过凸形桥汽车过凹形桥3.解答圆周运动的动力学问题的基本思路一审二定三析四列根据牛顿运动定律和圆周运动知识列方程分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度等量关系，确定向心加速度的表达式分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源分析几何关系，求半径审题意，确定研究对象确定圆周运动的轨道平面，确定圆心即意做圆周运动的物体为研究对象破题的关键【典例精析】角度1

圆周运动问题的受力分析【典例3】【多选】如图所示,杂技演员进行表演时,可以悬空靠在以角速度ω匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来。设圆筒半径为r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,人与圆筒内壁之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则(

)

√√

角度2

圆周运动的动力学问题分析【典例4】(2026·岳阳模拟)如图所示,竖直平面内光滑轨道CDEFO1由两个半圆组成,其中大圆的半径为小圆半径的2倍,O1为大圆圆心,O2为小圆圆心。一小球穿在大圆轨道上,在某位置由C静止释放,小球经过轨道最低点E后瞬间,相比经过E点前瞬间,下列说法正确的是(

)A.小球的角速度变为原来的一半B.小球的向心加速度变为原来的4倍C.小球所受向心力变为原来的2倍D.轨道对小球的弹力变为原来的2倍√

考点三

平抛运动和圆周运动的综合【要点精粹】1.平抛运动与圆周运动综合问题的几种情境甲图:物体先做圆周运动,后做平抛运动;乙图:物体先做平抛运动,后做圆周运动;丙图、丁图:一个物体做平抛运动,另一个做圆周运动。2.解题关键明确平抛运动与圆周运动之间的关联。若平抛运动与圆周运动是先后发生的,前一个运动的末速度是后一个运动的初速度;若平抛运动与圆周运动是同时发生的,两个运动一般在时间、位移方面存在关联。3.注意多解问题匀速圆周运动具有周期性,使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生,这就要求我们在确定做匀速圆周运动物体的运动时间时,必须把各种可能情况都考虑进去。【典例精析】角度1

多解问题【典例5】【多选】如图所示,直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒,从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h,重力加速度为g,不计空气阻力,则(

)A.子弹在圆筒中的水平速度为B.子弹在圆筒中的水平速度为C.圆筒转动的角速度可能为D.圆筒转动的角速度可能为√√√

角度2

平抛运动与圆周运动综合问题【典例6】【多选】(2025·山东高考)如图所示,在无人机的某次定点投放性能测试中,目标区域是水平地面上以O点为圆心,半径R1=5m的圆形区域,OO'垂直地面,无人机在离地面高度H=20m的空中绕O'点、平行地面做半径R2=3m的匀速圆周运动,A、B为圆周上的两点,∠AO'B=90°。若物品相对无人机无初速度地释放,为保证落点在目标区域内,无人机做圆周运动的最大角速度应为ωmax。当无人机以ωmax沿圆周运动经过A点时,相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是(

)

√√

【模型构建】模型建构5

圆锥摆模型模型归纳1.特点小球以一定大小的速度在水平面内做匀速圆周运动,连接小球的细线在空中划出一个圆锥面,这样的装置叫作“圆锥摆”,“圆锥摆”是匀速圆周运动中一个典型的实例。2.建模项目模型图解结论有绳项目模型图解结论无绳3.解题思路定平面定轨迹定圆心定半径找对象析受力明来源利用牛顿第二定律列方程【典例精析】角度1

圆锥摆【典例1】(2024·江苏高考)如图所示,细绳穿过竖直的管子拴住一个小球,让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动。现用力将细绳缓慢下拉,使小球在B高度处做水平面内的匀速圆周运动,A、B在同一竖直线上,不计一切摩擦,则(

)A.线速度vA>vB B.角速度ωA>ωBC.向心加速度aA<aB D.向心力FA>FB√

角度2

圆锥筒【典例2】【多选】(2025·广东高考)将可视为质点的小球沿光滑冰坑内壁推出,使小球在水平面内做匀速圆周运动,如图所示。已知圆周运动半径R为0.4m,小球所在位置处的切面与水平面夹角θ为45°,小球质量为0.1kg,重力加速度g取10m/s2。关于该小球,下列说法正确的有(

)A.角速度为5rad/sB.线速度大小为4m/sC.向心加速度大小为10m/s2D.所受支持力大小为1N√√

【模型构建】巩固练习1.如图甲,2025蛇年春节联欢晚会上,人机共舞节目《秧BOT》中转手绢的环节吸引了无数观众的目光。如图乙,手绢上O、M、N三点共线,M为ON的中点,若手绢绕中心O点匀速转动,则M、N两点的线速度大小之比为(

)

A.1∶2 B.1∶3 C.1∶4 D.1∶5√【解析】选A。手绢绕中心O点匀速转动起来,M、N两点的角速度相等,根据v=ωr可知,M、N两点的线速度大小之比为1∶2。故选A。2.(2025·新高考教学教研联盟模拟)第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨成功举行。在女子3000米短道速滑接力项目中,中国队在最后时刻完成了超越,力压韩国队获得金牌。精彩的比赛背后,往往蕴含了丰富的物理知识,在不考虑空气阻力的情况下,下列说法正确的是(

)A.在直线起跑蹬冰过程中,冰面对冰刀的作用力大于冰刀对冰面的作用力B.若运动员沿半径不变的圆弧匀速通过弯道时,速率越大,身体与冰面的夹角越小C.在最后加速冲刺阶段,运动员滑行速率越大,所受冰面的摩擦阻力也越大D.运动员冲线之后会慢慢停下来,是因为其在水平面内所受合力变为零√

3.(2026·岳阳模拟)如图所示,26寸、21速变速自行车有3个链轮和7个飞轮,链轮和飞轮的齿数如表所示,最大传动比为3.43,最小传动比为1。开始时自行车以最小传动比在平直公路上匀速行驶,某时刻起通过选择不同的链轮和飞轮,使传动比由1逐渐增大到3.43,此过程自行车的运动可近似看作匀加速直线运动,加速距离为30m,已知26