高考物理一輪專題復(fù)習(xí)同步講義：43圓周運動

1、高考物理一輪專題復(fù)習(xí)同步講義：43圓周運動1(勻速圓周運動的條件和性質(zhì)勻速圓周運動的條件和性質(zhì))(多選多選)質(zhì)質(zhì)點做勻速圓周運動時，下列說法正確的是點做勻速圓周運動時，下列說法正確的是 ()A速度的大小和方向都改變速度的大小和方向都改變B勻速圓周運動是勻變速曲線運動勻速圓周運動是勻變速曲線運動C當(dāng)物體所受合力全部用來提供向心力當(dāng)物體所受合力全部用來提供向心力時，物體做勻速圓周運動時，物體做勻速圓周運動D向心加速度大小不變，方向時刻改變向心加速度大小不變，方向時刻改變基礎(chǔ)自測2.(勻速圓周運動的向心力分析勻速圓周運動的向心力分析)如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上放著一枚硬幣，當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動

2、時，硬幣沒有滑上放著一枚硬幣，當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，硬幣沒有滑動，關(guān)于這種情況下硬幣的受力情況，下列說法正動，關(guān)于這種情況下硬幣的受力情況，下列說法正確的是確的是 ()A受重力和臺面的支持力受重力和臺面的支持力B受重力、臺面的支持力和向心力受重力、臺面的支持力和向心力C受重力、臺面的支持力、向心力和靜摩擦力受重力、臺面的支持力、向心力和靜摩擦力D受重力、臺面的支持力和靜摩擦力受重力、臺面的支持力和靜摩擦力基礎(chǔ)自測3(描述勻速圓周運動的物理量的理解描述勻速圓周運動的物理量的理解)(多選多選)一一質(zhì)點做勻速圓周運動，其線速度大小為質(zhì)點做勻速圓周運動，其線速度大小為4 m/s，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動周期為動周期為2

3、s，則，則()A角速度為角速度為0.5 rad/sB轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為0.5 r/s基礎(chǔ)自測4.(離心現(xiàn)象的理解離心現(xiàn)象的理解)(2015蘭州模擬蘭州模擬)如圖所示，洗衣機的脫如圖所示，洗衣機的脫水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中錯誤的是水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中錯誤的是 ()A脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的B水會從桶中甩出是因為水滴受到的向心力很大的緣故水會從桶中甩出是因為水滴受到的向心力很大的緣故C加快脫水桶轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好加快脫水桶轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好D靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效靠近中心的衣物的脫水效果不如周

4、邊的衣物的脫水效果好果好基礎(chǔ)自測一一、描述圓周運動的物理量描述圓周運動的物理量1線速度線速度：描述物體圓周運動快慢：描述物體圓周運動快慢2角速度角速度：描述物體轉(zhuǎn)動快慢：描述物體轉(zhuǎn)動快慢3周期和頻率周期和頻率：描述物體：描述物體_教材梳理4向心加速度向心加速度：描述：描述_變化快慢的物理量變化快慢的物理量3方向方向：總是沿半徑方向指向：總是沿半徑方向指向_，時刻在改變，即向心，時刻在改變，即向心力是一個變力力是一個變力4來源來源：向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的：向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的_提供，還可以由一個力的提供，還可以由一個力的_提供提供教材梳理三、圓周運動、向心運

5、動和離心運動三、圓周運動、向心運動和離心運動1勻速圓周運動與非勻速圓周運動勻速圓周運動與非勻速圓周運動兩種運動具體比較見下表兩種運動具體比較見下表.教材梳理項目勻速圓周運動非勻速圓周運動定義線速度的大小_的圓周運動線速度的大小_的圓周運動運動特點F向、a向、v均大小不變，方向變化，不變F向、a向、v大小和方向均發(fā)生變化，發(fā)生變化向心力F向F合由F合沿半徑方向的分力提供2.離心運動離心運動(1)本質(zhì)：做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總本質(zhì)：做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總有沿著有沿著_ _飛出去的傾向飛出去的傾向(2)受力特點受力特點(如圖所示如圖所示)當(dāng)當(dāng)F_時，物體做勻速圓周運動；時，

6、物體做勻速圓周運動；當(dāng)當(dāng)F0時，物體沿時，物體沿_飛出；飛出；當(dāng)當(dāng)Fmr2時，物體逐漸向時，物體逐漸向_靠近，做靠近，做_運運動動教材梳理圓周運動各物理量間的關(guān)系圓周運動各物理量間的關(guān)系考點一圓周運動中的運動學(xué)分析考點闡釋1.(2015廣州調(diào)研廣州調(diào)研)(多選多選)如右圖所示，當(dāng)正方形薄板繞著過如右圖所示，當(dāng)正方形薄板繞著過其中心其中心O并與板垂直的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，板上并與板垂直的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，板上A、B兩點兩點()A角速度之比角速度之比A B1 1題組設(shè)計考點一圓周運動中的運動學(xué)分析2(2015荊州模擬荊州模擬)如圖所示，如圖所示，A、B是兩個摩擦傳動輪，是兩個摩擦傳動輪，兩輪半徑大小關(guān)系為兩

7、輪半徑大小關(guān)系為RA2RB，則兩輪邊緣上的，則兩輪邊緣上的 ()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轉(zhuǎn)速之比轉(zhuǎn)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題組設(shè)計考點一圓周運動中的運動學(xué)分析3.(多選多選)如圖所示為皮帶傳動裝置，右輪的半徑為如圖所示為皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑是，小輪的半徑是2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和點和d點分別位于小輪和點分別位于小輪和大輪的邊緣上，

8、若在傳動過程中皮帶不打滑，則大輪的邊緣上，若在傳動過程中皮帶不打滑，則 ()Aa點和點和b點的線速度大小相等點的線速度大小相等Ba點和點和b點的角速度大小相等點的角速度大小相等 Ca點和點和c點的線速度大小相等點的線速度大小相等Da點和點和d點的向心加速度大小相等點的向心加速度大小相等題組設(shè)計考點一圓周運動中的運動學(xué)分析常見的三種傳動方式及特點常見的三種傳動方式及特點(1)皮帶傳動：如下圖甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑皮帶傳動：如下圖甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無相對滑動時，兩輪邊緣線速度大小相等，即動時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vAvB.(2)摩擦傳動：如下圖甲所示，兩輪邊緣接觸，接觸點

9、無打滑現(xiàn)摩擦傳動：如下圖甲所示，兩輪邊緣接觸，接觸點無打滑現(xiàn)象時，兩輪邊緣線速度大小相等，即象時，兩輪邊緣線速度大小相等，即vAvB.規(guī)律總結(jié)考點一圓周運動中的運動學(xué)分析(3)同軸傳動：如上圖乙所示，兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸同軸傳動：如上圖乙所示，兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，兩輪轉(zhuǎn)動的角速度大小相等，即轉(zhuǎn)動，兩輪轉(zhuǎn)動的角速度大小相等，即AB.規(guī)律總結(jié)考點一圓周運動中的運動學(xué)分析練習(xí)1、如圖所示，輪O1、O3固定在同一轉(zhuǎn)軸上，輪O1、O2用皮帶連接且不打滑在O1、O2、O3三個輪的邊緣各取一點A、B、C，已知三個輪的半徑之比r1r2r3211，求：(1)A、B、C三點的線速度大小之比vAvBv

10、C；(2)A、B、C三點的角速度之比ABC；(3)A、B、C三點的向心加速度大小之比aAaBaC.2如圖所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上，其半徑之比為RBRC32，A輪的半徑大小與C輪相同，它與B輪緊靠在一起，當(dāng)A輪繞其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時，由于摩擦的作用，B輪也隨之無滑動地轉(zhuǎn)動起來a、b、c分別為三輪邊緣的三個點，則a、b、c三點在運動過程中的()A線速度大小之比為322B角速度之比為332C轉(zhuǎn)速之比為232D向心加速度大小之比為964例某游樂場有一種叫“空中飛椅”的游樂設(shè)施，若將人和坐椅看作一個質(zhì)點，則可簡化為如圖所示的物理模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞

11、豎直轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動設(shè)繩長l10 m，質(zhì)點的質(zhì)量m60 kg，轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d4 m轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角370.(不計空氣阻力及繩重，繩不可伸長，sin 3700.6，cos 3700.8，g10 m/s2)求質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時轉(zhuǎn)盤的角速度及繩的拉力考點二勻速圓周運動中的動力學(xué)分析動力學(xué)解題步驟一般為動力學(xué)解題步驟一般為(1)確定研究對象，受力分析確定研究對象，受力分析(不要把向心力作為某不要把向心力作為某一性質(zhì)的力進行分析一性質(zhì)的力進行分析)(2) 確定軌道平面和圓心位置，從而確定向心力的方確定軌道平面和

12、圓心位置，從而確定向心力的方向向(3)選定向心力方向為正方向建立直角坐標(biāo)系選定向心力方向為正方向建立直角坐標(biāo)系(4)沿向心力方向，由牛頓第二定律列方程沿向心力方向，由牛頓第二定律列方程(5)求解并說明結(jié)果的物理意義求解并說明結(jié)果的物理意義規(guī)律總結(jié)考點二勻速圓周運動中的動力學(xué)分析3解決動力學(xué)問題要注意三個方面的分析解決動力學(xué)問題要注意三個方面的分析(1)幾何關(guān)系的分析，目的是確定圓周運動的圓幾何關(guān)系的分析，目的是確定圓周運動的圓心、半徑等心、半徑等(2)運動分析，目的是表示出物體做圓周運動所需要運動分析，目的是表示出物體做圓周運動所需要的向心力的向心力(3)受力分析，目的是利用力的合成與分解知識

13、，表受力分析，目的是利用力的合成與分解知識，表示出物體做圓周運動時，外界所提供的向心力示出物體做圓周運動時，外界所提供的向心力考點闡釋考點二勻速圓周運動中的動力學(xué)分析特別說明：特別說明：1向心力的來源向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力力分析中要避免再另外添加一個向心力2向心力的確定向心力的確定(1)先確定圓周運動的軌道所在的平面，確定圓心的位先確定圓周運動的軌道所在的平

14、面，確定圓心的位置置(2)再分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心再分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力的合力就是向心力考點二勻速圓周運動中的動力學(xué)分析考點闡釋1.(多選多選)“飛車走壁飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù)，演員騎車是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù)，演員騎車在傾角很大的桶面上做圓周運動而不掉下來如右圖所示，在傾角很大的桶面上做圓周運動而不掉下來如右圖所示，已知桶壁的傾角為已知桶壁的傾角為，車和人的總質(zhì)量為，車和人的總質(zhì)量為m，做圓周運動的，做圓周運動的半徑為半徑為r，若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦力，若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦力，下列

15、說法正確的是下列說法正確的是()題組設(shè)計考點二勻速圓周運動中的動力學(xué)分析2.如圖所示，在光滑的水平面上有兩個質(zhì)量相同的如圖所示，在光滑的水平面上有兩個質(zhì)量相同的A球和球和B球，球，A、B之間以及之間以及B球與固定點球與固定點O之間分別用兩段輕繩相連，之間分別用兩段輕繩相連，二者以相同的角速度繞著二者以相同的角速度繞著O點做勻速圓周運動，如果點做勻速圓周運動，如果OB2AB，則繩，則繩OB與繩與繩BA的張力大小之比為的張力大小之比為 ()A2 1B2 3C5 3 D5 2題組設(shè)計考點二勻速圓周運動中的動力學(xué)分析3(2013新課標(biāo)21)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶如圖所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一

16、圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為vc時，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢，則在該彎道處()A路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低B車速只要低于vc，車輛便會向內(nèi)側(cè)滑動C車速雖然高于vc，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會向外側(cè)滑動D當(dāng)路面結(jié)冰時，與未結(jié)冰時相比，vc的值變小4如圖所示，一根細線下端拴一個金屬小球P，細線的上端固定在金屬塊Q上，Q放在帶小孔的水平桌面上小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動(圓錐擺)現(xiàn)使小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動(圖上未畫出)，兩次金屬塊Q都保持在桌面上靜止則后一種情況與原來相比較，下列說法中正確的是()AQ受到桌面的支持力變大BQ受到桌面的靜摩擦力變大C小球P運動的角速度

17、變大D小球P運動的周期變大5(2013江蘇單科2)如圖所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是()AA的速度比B的大BA與B的向心加速度大小相等C懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小例、如圖所示,用一根長為l1 m的細線,一端系一質(zhì)量為m1 kg的小球(可視為質(zhì)點)，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角37，當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運動的角速度為時,細線的張力為FT.(g取10 m/s2,結(jié)果可用根式表示)求：(1)若要小

18、球剛好離開錐面，則小球的角速度0至少為多大？(2)若細線與豎直方向的夾角為60，則小球的角速度為多大？臨界問題廣泛地存在于中學(xué)物理中，解答臨界問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)臨界問題廣泛地存在于中學(xué)物理中，解答臨界問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷臨界狀態(tài)，再選擇相應(yīng)的規(guī)律靈活求解，其解題步驟為：確判斷臨界狀態(tài)，再選擇相應(yīng)的規(guī)律靈活求解，其解題步驟為：1判斷臨界狀態(tài)判斷臨界狀態(tài)：有些題目中有：有些題目中有“剛好剛好”“恰好恰好”“正好正好”等等字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點；若題目中有字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點；若題目中有“取取值范圍值范圍”“多長時間多長時間”“多大距離多大距離”等詞語，表明題述的過程存等詞

19、語，表明題述的過程存在著在著“起止點起止點”，而這些起止點往往就是臨界狀態(tài)；若題，而這些起止點往往就是臨界狀態(tài)；若題目中有目中有“最大最大”“最小最小”“至多至多”“至少至少”等字眼，表明題述的過等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個極值點也往往是臨界狀態(tài)程存在著極值，這個極值點也往往是臨界狀態(tài)考點三圓周運動中的臨界問題考點闡釋3選擇物理規(guī)律：選擇物理規(guī)律：當(dāng)確定了物體運動的臨界狀態(tài)和臨界條當(dāng)確定了物體運動的臨界狀態(tài)和臨界條件后，對于不同的運動過程或現(xiàn)象，要分別選擇相對應(yīng)的物件后，對于不同的運動過程或現(xiàn)象，要分別選擇相對應(yīng)的物理規(guī)律，然后再列方程求解理規(guī)律，然后再列方程求解考點闡釋考點三圓周運

20、動中的臨界問題2確定臨界條件：判斷題述的過程存在臨界狀態(tài)之后，要通過分析弄清臨界狀態(tài)出現(xiàn)的條件，并以數(shù)學(xué)形式表達出來題組設(shè)計考點三圓周運動中的臨界問題題組二題組二水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動問題水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動問題2.(2014高考新課標(biāo)全國高考新課標(biāo)全國卷卷)(多選多選)如圖所示，兩個質(zhì)量均如圖所示，兩個質(zhì)量均為為m的小木塊的小木塊a和和b(可視為質(zhì)點可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸OO的距離為的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止若圓盤從

21、靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度下列表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度下列說法正確的是說法正確的是 ()題組設(shè)計考點三圓周運動中的臨界問題題組三題組三圓錐擺模型轉(zhuǎn)動問題圓錐擺模型轉(zhuǎn)動問題3.如圖所示，半徑為如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸的對稱軸OO重合轉(zhuǎn)臺以一定角速度重合轉(zhuǎn)臺以一定角速度勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小物塊的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物

22、塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，它和罐壁靜止，它和O點的連線與點的連線與OO之間的夾角之間的夾角為為60，重力，重力加速度大小為加速度大小為g.題組設(shè)計考點三圓周運動中的臨界問題若0，小物塊與半球形陶罐剛好無相對運動趨勢，求0；總結(jié)：總結(jié)：圓周運動的運動學(xué)分析和動力學(xué)分析是本圓周運動的運動學(xué)分析和動力學(xué)分析是本節(jié)的重點、難點，也是高考的熱點，以下兩點是節(jié)的重點、難點，也是高考的熱點，以下兩點是做好兩類分析的關(guān)鍵：做好兩類分析的關(guān)鍵：1運動學(xué)分析：運動學(xué)分析：2動力學(xué)分析：動力學(xué)分析：(1)審清題意，確定研究對象；明確物體做圓周運審清題意，確定研究對象；明確物體做圓周運動的平面是至關(guān)重要的一環(huán)動的平面是至關(guān)重要的一環(huán)(2)分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來源；定向心力的來源；(3)根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程分析的基本思