高考物理总复习第四章曲线运动万有引力与航天基础课3圆周运动市赛课公开课一等奖省名师获奖课

基础课3圆周运动1/46匀速圆周运动1.定义：做圆周运动物体，若在相等时间内经过圆弧长

，就是匀速圆周运动。2.特点：加速度大小

，方向一直指向

，是变加速运动。3.条件：合外力大小

、方向一直与

方向垂直且指向圆心。知识排查相等不变圆心不变速度2/46角速度、线速度、向心加速度ω2r3/46匀速圆周运动向心力方向大小mω2r圆心协力分力4/461.定义：做

物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需

情况下，就做逐步远离圆心运动。离心现象圆周运动向心力5/461.思索判断 (1)做匀速圆周运动物体所受合外力是保持不变。(

) (2)做匀速圆周运动物体向心加速度与半径成反比。(

) (3)随圆盘一起匀速转动物体受重力、支持力和向心力作用。(

) (4)做圆周运动物体所受合外力突然消失，物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动。(

)

答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)√小题速练6/46A.A点与C点角速度大小相等B.A点与C点线速度大小相等C.B点与C点角速度大小之比为2∶1D.B点与C点向心加速度大小之比为1∶4图17/46答案BD8/463.[人教版必修2·P25·T2拓展](多项选择)如图2所表示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，以下说法正确是(

)图29/46答案CD10/46圆周运动运动学问题11/461.(·浙江台州模拟)汽车后备箱盖普通都配有可伸缩液压杆，如图3甲所表示，其示意图如同乙所表示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O′点，B也为后盖上一点，后盖可绕过O点固定铰链转动，在合上后备箱盖过程中(

)图312/46A.A点相对O′点做圆周运动B.A点与B点相对于O点转动线速度大小相等C.A点与B点相对于O点转动角速度大小相等D.A点与B点相对于O点转动向心加速度大小相等解析在合上后备箱盖过程中，O′A长度是改变，所以A点相对O′点不是做圆周运动，选项A错误；在合上后备箱盖过程中，A点与B点都是绕O点做圆周运动，相同时间绕O点转过角度相同，即A点与B点相对O点角速度相等，不过OB大于OA，依据v＝rω，所以B点相对于O点转动线速度大，故选项B错误，C正确；依据向心加速度公式a＝rω2可知，B点相对O点向心加速度大于A点相对O点向心加速度，故选项D错误。答案

C13/462.如图4所表示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不一样，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心竖直轴转动时，因为摩擦作用，B轮也随之无相对滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘三个点，则a、b、c三点在转动过程中(

)图414/46A.线速度大小之比为3∶2∶2B.角速度之比为3∶3∶2C.转速之比为2∶3∶2D.向心加速度大小之比为9∶6∶4答案D15/463.[人教版必修2·P19·T4改编]图5是自行车传动装置示意图，其中Ⅰ是半径为r1大齿轮，Ⅱ是半径为r2小齿轮，Ⅲ是半径为r3后轮，假设脚踏板转速为nr/s，则自行车前进速度为(

)答案D图516/46常见三种传动方式及特点(1)同轴传动：如图甲、乙所表示，绕同一转轴转动物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。17/46(2)皮带传动：如图甲、乙所表示，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。(3)摩擦传动：如图所表示，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。18/46圆周运动中动力学问题1.向心力起源 (1)向心力方向沿半径指向圆心。 (2)向心力起源：一个力或几个力协力或某个力分力。2.向心力确实定 (1)确定圆周运动轨道所在平面，确定圆心位置。 (2)分析物体受力情况，找出全部力沿半径方向指向圆心协力就是向心力。19/46答案B20/46图621/46答案C22/463.如图7所表示，用一根细绳一端系一个小球，另一端固定，给小球不一样初速度，使小球在水平面内做角速度不一样圆周运动，则以下细绳拉力F、悬点到轨迹圆心高度h、向心加速度a、线速度v与角速度平方ω2关系图象正确是(

)图723/46答案A24/464.[人教版必修2·P26·T4拓展](多项选择)在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m小正三棱柱abc，俯视图如图8所表示。长度为L＝1m细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m＝0.5kg、不计大小小球。初始时刻，把细线拉直在ca延长线上，并给小球以v0＝2m/s且垂直于细线方向水平速度，因为光滑三棱柱存在，细线逐步缠绕在三棱柱上(不计细线与三棱柱碰撞过程中能量损失)。已知细线所能承受最大张力为7N，则以下说法正确是(

)图825/46A.细线断裂之前，小球速度大小保持不变B.细线断裂之前，小球速度逐步减小C.细线断裂之前，小球运动总时间为0.7πsD.细线断裂之前，小球运动位移大小为0.9m26/46答案ACD27/46“一、二、三、四”求解圆周运动问题28/461.运动特点 (1)竖直面内圆周运动普通是变速圆周运动。 (2)只有重力做功竖直面内变速圆周运动机械能守恒。 (3)竖直面内圆周运动问题，包括知识面比较广，现有临界问题，又有能量守恒问题，要注意物体运动到圆周最高点速度。 (4)普通情况下，竖直面内圆周运动问题只包括最高点和最低点两种情形。竖直面内圆周运动中临界问题29/462.常见模型物理情景最高点无支撑最高点有支撑实例球与绳连接、水流星、沿内轨道运动“过山车”等球与杆连接、球在光滑管道中运动等图示受力特征除重力外，物体受到弹力方向：向下或等于零除重力外，物体受到弹力方向：向下、等于零或向上30/4631/46【典例】(·海南高考)如图9，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m小球沿轨道做完整圆周运动。已知小球在最低点时对轨道压力大小为N1，在最高点时对轨道压力大小为N2。重力加速度大小为g，则N1－N2值为(

)A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg图932/46解析设小球在最低点速度为v1，在最高点速度为v2，同时从最高点到最低点，依据机械能守恒定律得联立以上三式可得N1－N2＝6mg，故选项D正确。答案D33/46分析竖直平面内圆周运动临界问题思绪34/461.(·辽宁铁岭联考)飞机由俯冲到拉起时，飞行员处于超重状态，此时座椅对飞行员支持力大于飞行员所受重力，这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员四肢沉重，大脑缺血，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练空军飞行员最多可承受9倍重力影响。g取10m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲、拉起速度为100m/s时，圆弧轨道最小半径为(

)A.100m B.111m C.125m D.250m图1035/46答案C36/462.(·山东青岛期末)(多项选择)如图11所表示，内壁光滑大圆管，用一细轻杆固定在竖直平面内；在管内有一小球(可视为质点)做圆周运动。以下说法正确是(

)A.小球经过最低点时，小球对圆管压力向下B.小球经过最高点时，小球对圆管可能无压力C.细杆对圆管作用力一定大于圆管重力大小D.细杆对圆管作用力可能会大于圆管和小球总重力大小图1137/46答案ABD38/463.(·江苏单科，5)如图12所表示，一小物块被夹子夹紧，夹子经过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上。物块质量为M，到小环距离为L，其两侧面与夹子间最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上钉子P后立刻停顿，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动。小环和夹子质量均不计，重力加速度为g。以下说法正确是(

)图1239/4640/46答案D41/46竖直面内圆周运动模型应用[题源：人教版必修2·P30·T4]

质量为25kg小孩坐在秋千板上，小孩离系绳子横梁2.5m。假如秋千板摆到最低点时，小孩运动速度大小是5m/s，她对秋千板压力是多大？42/46拓展1在上题中若把小孩换成杂技演员，且让演员能在竖直面内做圆周运动(其它条件不变)，演员在最低点时速度最少为(空气阻力不计，g＝10m/s2)()答案C解析若演员在竖直面内刚好做圆周运动，则满足演员从最低点运动到最高点过程中，满足机械能守恒定律43/46(1)求小球在B、A两点动能之比；(2)经过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。图1344/46解析(1)