2023届高考物理二轮复习学案：圆周运动

2023届高三二轮复习学案

圆周运动

（一）理清基础知识

1.圆周运动基础知识和典型实例

［水平面内的圆周运动模型I

［竖直面内的圆周运动模型）U向心力:4叫

2.轻绳、轻杆模型对比记忆

模型轻绳模型轻杆模型

球与轻杆连接、球过竖直平面

球与轻绳连接、水流星、翻滚

实例内的圆形管道、套在圆环上的

过山车等

物体等

图示

重力，弹力F弹向下或等于零重力，弹力F弹向下、向上或等

在最高

2V2

点受力mg+F弹=mR于零mg±F弹=%

2

恰好过F弹=0,mg=m—,v=^/Rg,即v—0,mg=F弹

最高点在最高点速度可为零

在最高点速度不能为零

（二）把握解题关键

1.明确向心力是解决圆周运动问题的关键

在匀速圆周运动中，合力是物体做圆周运动的向心力。在变速圆周运动中,

沿半径方向的合力是物体做圆周运动的向心力。

2.解决竖直面内圆周运动问题的关键是“两点一过程”

“两点”即最高点和最低点，在最高点和最低点对物体进行受力分析，找出

向心力的来源，根据牛顿第二定律列方程；“一过程”即从最高点到最低点（或

从最低点到最高点），往往用动能定理将这两点联系起来。

3.解决实际情境中抽象出来的圆周运动问题，关键是找出向心力的具体来

源

典例精析

（考查水平面内的圆周运动问题）

1、（多选）如图所示，水平转台上的小物体A、B通过弹

簧连接，并静止在转台上，现转台从静止开始缓慢的增大其转

速（既在每个转速下可认为是匀速转动），已知A、B的质量分

别为m、2m,A、B与转台间的动摩擦因数均为口，A、B离转

台中心的距离都为r,已知弹簧的原长为r,确的是（

A.物体A和B同时相对转台发生滑动

B.当A受到的摩擦力为。时，B受到的摩擦力背离圆心

C.当B受到的摩擦力为0时，A受到的摩擦力背离圆心

D.当A、B均相对转台静止时，允许的最大角速度为当

（考查竖直面内的圆周运动问题（轻绳模型））

2、如图所示，在传送带的右端Q点固定有一竖直光滑圆弧轨道，轨道的入

口与传送带在Q点相切。以传送带的左端点为坐标原点0,水平传送带上表面为

x轴建立坐标系。已知传送带长L=6m,匀速运动的速度Vo=4m/s。一质量m

=1kg的小物块轻轻放在传送带上xP=2m的P点，小物块随传送带运动到Q

点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带间的动摩擦因数口=

0.4,重力加速度g=10m/s2o

⑴求N点的纵坐标yz；I；：

（2）若将小物块轻放在传送带上的某些位置，小物块均2~%

不脱离圆弧轨道。求传送带上这些位置的横坐标的范围。

（考查圆周运动与平抛运动相结合的问题）

3、如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一

小物块以速度/从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到

轨道下端的距离与轨道半径有二,此距禺最大时，对应的轨道

半径为（重力加速度大小为g）（

V2V2

A---R——

16g,8g

巩固练习

1、如图所示，长度均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为

m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距一穴十，声

离也为Lo重力加速度大小为go今使小球在竖直平面内以A、B连\y/

线为轴做圆周运动，若小球在最高点的速率为v时，两根轻绳的拉-

力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，两根轻绳的拉力大小均为（）

A.小mgB.净g

C.3mgD.2^3mg

2、（多选）如图，一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球（可视为质点）

相连，另一端可绕。点转动，现使轻杆在同一竖直面内做匀

速转动，测得小球的向心加速度大小为g（g为当地的重力加/0

b\----V----'.b'

速度），下列说法正确的是（）\?

、、Z/

A.小球的线速度大小为西

B.小球运动到最高点时杆对小球的作用力竖直向上

C.当轻杆转到水平位置时，轻杆对小球的作用力方向不可能指向圆心0

D.轻杆在匀速转动过程中，轻杆对小球作用力的最大值为2mg

3、如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B、C正随转台一起以角速度3

匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m,B与转台、i.5r」1

:\r

C与转台、A与B间的动摩擦因数都为口，B、C离转台中j的।

心的距离分别为r、l.5r。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

以下说法正确的是（）

A.B对A的摩擦力有可能为311mg

B.C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力

/2ug

C.转台的角速度3有可能恰好等于

V3r

D.若角速度3在题干所述原基础上缓慢增大，A与B间将最先发生相对滑

动

4.如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点0的上方h（A点）处固定细绳

的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B,绳长1大

于h,转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动

的角速度3逐渐增大时，下列说法正确的是（）

A.小球始终受三个力的作用

B.细绳上的拉力始终保持不变

C.要使球不离开水平面，角速度的最大值为

D.若小球飞离了水平面，则角速度可能为农

5.（多选）如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心0

点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时,圆环与小球间弹力大小为F,

小球在最高点的速度大小为v,其F-v