2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第3讲 圆周运动.docxVIP

第3讲圆周运动

学习目标1.掌握描述圆周运动的各物理量及它们之间的关系。2.会分析匀速圆周运动的周期性及多解问题。3.会分析圆周运动向心力的来源,并利用圆周运动的相关知识解决生活中的圆周运动。

考点一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。?

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,就做逐渐圆心的运动。?

(2)受力特点(如图)

①当F=0时,物体沿方向飞出,做匀速直线运动。?

②当0Fmω2r时,物体逐渐圆心,做运动。?

③当Fmω2r时,物体逐渐向圆心,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。?

思考在an=v2r,an=ω2r两式中an与r

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例1(2024·黑吉辽卷,2)“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点做圆周运动的()

A.半径相等

B.线速度大小相等

C.向心加速度大小相等

D.角速度大小相等

听课笔记?

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例2(2025·辽宁朝阳学校月考)如图所示,修正带的核心部件是两个半径之比为3∶1的大小齿轮,两个齿轮通过相互咬合进行工作,A和B分别为两个齿轮边缘处的两点。若两齿轮匀速转动,下列说法正确的是()

A.若变速拖动修正带,A、B两点的线速度大小之比为1∶1

B.若匀速拖动修正带,A、B两点的线速度大小之比为3∶1

C.若匀速拖动修正带,A、B两点的角速度大小之比为3∶1

D.若匀速拖动修正带,A、B两点的向心加速度大小之比为3∶1

听课笔记?

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总结提升三种传动装置

同轴转动

皮带传动

齿轮传动

装

置

A、B两点在同轴的一个圆盘上

两个轮子用皮带连接,A、B两点分别是两个轮子边缘上的点

两个齿轮轮齿啮合,A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点

特

点

角速度、周期相同

线速度大小相等

线速度大小相等

转向

相同

相同

相反

规

律

线速度与半径成正比:

vAv

向心加速度与半径成正比:

aAa

角速度与半径成反比:

ωAω

向心加速度与半径成反比:

aAa

角速度与半径成反比:

ωAω

向心加速度与半径成反比:

aAa

例3(2025·江苏海安联考)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,则下列说法正确的是()

A.子弹在圆筒中的水平速度为dg

B.子弹在圆筒中的水平速度为2dg

C.圆筒转动的角速度可能为π2

D.圆筒转动的角速度可能为3πg

听课笔记?

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考点二圆周运动的动力学问题

1.匀速圆周运动的向心力

(1)作用效果:向心力产生向心加速度,只改变速度的,不改变速度的。?

(2)大小

Fn====mωv。?

(3)方向

始终沿半径方向指向,时刻在改变,即向心力是一个变力。?

2.匀速圆周运动中向心力的来源

运动模型

向心力Fn的来源(图示)

汽车在水平路面转弯

水平转台(光滑)

圆锥摆

飞车走壁

飞机水平转弯

火车转弯

3.变速圆周运动的向心力

如图所示,当小球在竖直面内摆动时,半径方向的合力提供向心力,即

FT-mgcosθ=mv2

判断正误

(1)向心力指向圆心,与速度方向垂直,不改变速度的大小。()

(2)向心力可以由物体