高三物理一轮复习精品课件第4章-第3节圆周运动
【答案】
C
3．(2013· 重庆高考)如图 433 所示，半径为 R 的半球形陶罐， 固定在可以绕竖直轴旋转的 水平转台上，转台转轴与过陶罐球心 O 的对 称轴 OO′重合．转台以一定角速度 ω 匀速旋 图 433
转，一质量为 m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小 物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和 O 点的连线与 OO′之间的夹角 θ 为 60° .重力加速度大小为 g. (1)若 ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求 ω0； (2)若 ω＝(1± k)ω0，且 0＜k≪1，求小物块受到的摩擦力 大小和方向．
[真题回放] 1．(多选)(2014· 新课标全国卷Ⅰ)如图 431 所示，两个 质量均为 m 的小木块 a
图 431
和 b(可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴 OO′的距 离为 l，b 与转轴的距离为 2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为 木块所受重力的 k 倍，重力加速度大小为 g.若圆盘从静止开 始绕转轴缓慢地加速转动，用 ω 表示圆盘转动的角速度，下 列说法正确的是( )
m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面 3 间的动摩擦因数为 (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘 2 面与水平面的夹角为 30° ， g 取 10 m/s2.则 ω 的最大值是( A. 5 rad/s C．1.0 rad/s B. 3 rad/s D．0.5 rad/s )
【思维模板】 式？
A．b 一定比 a 先开始滑动 B．a、b 所受的摩擦力始终相等 C．ω＝ D．当 ω＝ kg 是 b 开始滑动的临界角速度 2l 2kg 时，a 所受摩擦力的大小为 kmg 3l
【解析】 小木块 a、b 做圆周运动时，由静摩擦力提供 向心力，即 f＝mω2R.当角速度增加时，静摩擦力增大，当增 大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块 a：fa＝mω2 al， 当 fa＝kmg 当 fb＝kmg 时， kmg＝mω2 ωa＝ al， kg 2 ； 对木块 b ： f 2l， b＝mωb· l kg ，所以 b 先达到最 2l
A．a 点和 b 点的线速度大小相等 B．a 点和 b 点的角速度大小相等 C. a 点和 c 点的线速度大小相等 D．a 点和 d 点的向心加速度大小相等
【解析】
皮带不打滑表示轮子边缘在某段时间内转过
的弧长总是跟皮带移动的距离相等，即 a、c 两点的线速度大 小相等，选项 A 错，C 对；b、c、d 三点同轴转动，角速度 大小相等，故 ωc＝ωb，又 va＝vc，rc＝2ra，且 v＝rω，故 ωa ＝2ωc，ωa＝2ωb，选项 B 错；设 a 点线速度大小为 v，c 点 v2 2v2 线速度也为 v， 而 d 点线速度则为 2v， 所以 aa＝ r ， ad ＝ 4r v2 ＝ r ，选项 D 对． 【答案】 CD
【解析】 1 2 H＝ gt ① 2
(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有
在水平方向上有 s＝v0t② 由①②式解得 v0＝s 代入数据得 v0＝1 m/s. g ③ 2H
(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有 v2 0 fm＝m R ④ fm＝μN＝μmg⑤ v2 0 由④⑤式得 μ＝gR 代入数据得 μ＝0.2.
2．竖直面内的圆周运动与平抛运动的综合问题 (1)问题特点 此类问题有时物体先做竖直面内的变速圆周运动，后做 平抛运动，有时物体先做平抛运动，后做竖直面内的变速圆 周运动，往往要结合能量关系求解，多以计算题的形式考查． (2)解题关键 ①首先要明确是“轻杆模型”还是“轻绳模型”，然后 分析物体能够达到圆周最高点的临界条件． ②注意前后两过程中速度的连续性．
问 1：小物体在最高点的向心力的表达
提示：Ff′＋mgsin θ. 问 2：小物体在最低点的向心力的表达式？ 提示：Ff－mgsin_θ. 问 3：若转速增加，哪一点最易出现滑动？ 提示：最低点．
【解析】 当小物体转动到最低点时为临 界点，由牛顿第二定律知， μmgcos 30° －mgsin 30° ＝mω2r 解得 ω＝1.0 rad/s 故选项 C 正确．
时，kmg＝mω2 2l，ωb＝ b·
大静摩擦力， 选项 A 正确； 两木块滑动前转动的角速度相同， 则 fa＝mω2l，fb＝mω2· 2l，fa<fb，选项 B 错误；
当 ω＝
kg 时 b 刚开始滑动， 选项 C 正确； 当 ω＝ 2l
2
2kg 3l
2 时，a 没有滑动，则 fa＝mω l＝ kmg，选项 D 错误． 3
【例 5】
[考向：水平圆周＋平抛]如图
438 所示，置于圆形水平转台边缘的小物块 随转台加速转动，当转速达到某一数值时， 物块恰好滑离转台开始做平抛运动． 现测得转台半 图 438
径 R＝0.5 m， 离水平地面的高度 H＝0.8 m， 物块平抛落 地过程水平位移的大小 s＝0.4 m．设物块所受的最大静摩擦 力等于滑动摩擦力，取重力加速度 g＝10 m/s2.求： (1)物块做平抛运动的初速度大小 v0； (2)物块与转台间的动摩擦因数 μ.
同理，当 ω＝(1－k)ω0 时，小物块受到的摩擦力沿陶罐 壁切线向上，则 水平方向：FNsin θ－fcos θ＝mω2· Rsin θ 竖直方向：FNcos θ＋fsin θ－mg＝0 3k2－k 代入数据解得：f＝ mg 2
【答案】
见解析
[考向分析] 1.考纲 展示 (1)匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 (2)匀速圆周运动的向心力 (3)离心现象 Ⅰ Ⅱ Ⅰ
圆周运动是高考热点，可以单独考查涉及描述圆周运动物理量 1. 命题 及关系、运动分析、受力分析、向心力公式(牛顿第二定律的应 趋势 用)等，也可以综合考查，如结合直线运动、平抛运动、电场、 磁场等；可以出选择题，也可以出计算题． 3.选材 特点 考题多结合生活实例如车辆转弯、过桥、游乐园“飞椅”、杂 技“飞车走壁”等，考查知识的综合应用能力.
转秋千”中的两个座椅 A、B 质量相等，通过相同长度的缆 绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘 绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是( )
图 436
A．A 的速度比 B 的大 B．A 与 B 的向心加速度大小相等 C．悬挂 A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等 D．悬挂 A 的缆绳所受的拉力比悬挂 B 的小
【答案】 C
考点三
圆周运动与平抛运动的综合问题
1.水平面内的圆周运动与平抛运动的综合问题 (1)问题特点 此类问题往往是物体先做水平面内的匀速圆周运动，后 做平抛运动．
(2)解题关键 ①明确水平面内匀速圆周运动的向心力来源，根据牛顿 第二定律和向心力公式列方程． ②平抛运动一般是沿水平方向和竖直方向分解速度或位 移． ③速度是联系前后两个过程的关键物理量，前一个过程 的末速度是后一个过程的初速度．
【解析】
A、B 绕竖直轴匀速转动的角速度相等，即 ωA
＝ωB 但 rA<rB，根据 v＝ωr 得，A 的速度比 B 的小，选项 A 错误；根据 a＝ω2r 得，A 的向心加速度比 B 的 小，选项 B 错误；A、B 做圆周运动时的受力情
2 F 向 ω r 2 况如图所示， 根据 F 向＝mω r 及 tan θ＝mg＝ g
3．解决圆周运动问题的主要步骤 (1)审清题意，确定研究对象． (2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周 期、轨道平面、圆心、半径等． (3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力 的来源． (4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程． (5)求解、讨论．
【例 3】
[考向：水平圆周运动]如图 436 所示，“旋
【反思总结】 传动装置特点 1．同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度 相同． 2．皮带传动：不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的 两轮边缘上各点线速度大小相等．
【例 2】 [考向：运动规律应用](2014· 天津高 考)半径为 R 的水平圆盘绕过圆心 O 的竖直轴匀 速转动，A 为圆盘边缘上一点，在 O 的正上方 有一个可视为质点的小球以初速度 v 水平抛出 图 435
【答案】 AC
2．(2014· 新课标全国卷Ⅱ)如图 432 所示，一 质量为 M 的光滑大圆环， 用一细轻杆固定在竖直 平面内；套在大环上质量为 m 的小环(可视为质 点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大 图 432 小为 g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小 为( ) A．Mg－5mg C．Mg＋5mg B．Mg＋mg D．Mg＋10mg
知， 悬挂 A 的缆绳与竖直方向的夹角小， 选项 C mg mg 错误；由图知 T ＝cos θ，即 T＝ ，所以悬挂 A 的缆绳受 cos θ 到的拉力小，选项 D 正确．
【答案】
D
【例 4】
[考向：倾斜面圆周运
动](2014· 安徽高考)如图 437 所示， 一倾斜 的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以 恒定角速度 ω 转动，盘面上离转轴距离 2.5 图 437
【例 1】
[考向：物理量间的关系](多选)
如图 434 所示为皮带传动装置，右轮的半 径为 r，a 是它边缘上的一点，左侧是一轮轴， 图 434
大轮的半径是 4r，小轮的半径是 2r，b 点在小轮上，到小轮 中心的距离为 r，c 点和 d 点分别位于小轮和大轮的边缘上， 若在传动过程中皮带不打滑，则( )
考点一
圆周运动中的运动学分析
1.对公式 v＝ωr 的理解 当 r 一定时，v 与 ω 成正比． 当 ω 一定时，v 与 r 成正比． 当 v 一定时，ω 与 r 成反比． v2 2．对 a＝ r ＝ω2r＝ωv 的理解 在 v 一定时， a 与 r 成反比； 在 ω 一定时， a 与 r 成正比．
【解析】 设大环半径为 R，质量为 m 的小环滑下过程 1 2 中遵守机械能守恒定律，所以 mv ＝mg· 2R.小环滑到大环的 2 最低点时的速度为 v＝2 gR，根据牛顿第二定律得 FN－mg mv2 mv2 ＝ R ，所以在最低点时大环对小环的支持力 FN＝mg＋ R ＝5mg.根据牛顿第三定律知，小环对大环的压力 FN′＝FN ＝5mg，方向向下．对大环，据平衡条件，轻杆对大环的拉 力 T＝Mg＋FN′＝Mg＋5mg.根据牛顿第三定律，大环对轻 杆拉力的大小为 T′＝T＝Mg＋5mg，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误．
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2025年高三一轮复习物理课件第四章抛体运动圆周运动第3讲圆周运动
=1 s,对应位移
=3 m,则在 AB 段匀速运动的最长距离 l=8 m-3 m=5 m,匀速运动的时间
5
9 7π
m
4
4
t2= = s,则从 A 到 D 最短时间 t=t1+t2+t3= +
2
s,B 项正确。
第3讲
圆周运动
考向 2 圆周运动与平抛运动结合
(2022 年河北卷)(多选)如图,广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以 O 为圆心、
弯道时的向心加速度大小之比,并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
答案
(1)2.7 m/s
2
225
(2)242
甲先出弯道
第3讲
解析
圆周运动
11
(1)根据速度位移公式有 v2=2ax,代入数据可得 a=2.7 m/s2。
(2)根据向心加速度的表达式
甲 甲 2 乙 225
a= ,可得甲、乙的向心加速度之比 = 2 · =242
Fn 的作用:改变速度 方向 ,产生 向心 加速度。
25
第3讲
圆周运动
2.运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可以称为一般的曲线运动。尽管
这时曲线各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条
曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看作
圆周 运动的一部分(如图)。这样,在分析质点经过曲线上某
附近时运动的快慢,可以取一段很短的时间 Δt,物体在这段时间内由 A 运动到 B,通过的
弧长为 Δs。弧长 Δs 与时间 Δt 之比反映了物体在 A 点附近运动的快慢,如果 Δt 非常非
常小,该比值就可以表示物体在 A 点时运动的快慢,通常把它称为线速度 ,用符号 v 表示,
高三物理第一轮复习课件：第四章第三讲圆周运动
小球
过最高点 的临界条
件
由 mg＝mvr2得 v 临＝ gr
由小球恰能做圆周 运动得 v 临＝0
(1)过最高点时，v≥ (1)当 v＝0 时，FN＝mg，FN 为支
gr，FN＋mg＝mvr2，持(2)力当，0<沿v半< 径gr背时离，圆－心FN＋mg＝
讨论
绳、圆轨道对球产生 弹力 FN
mvr2，FN 背离圆心，随 v 的增大
1．在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道 最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳 连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模 型”；二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)， 称为“杆(管)约束模型”．
2．绳、杆模型涉及的临界问题．
项目
绳模型
杆模型
常见类型 均是没有支撑的 均是有支撑的小球
(2)由于秋千做变速圆周运动，合外力既有指向圆心 的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点．
[易误辨析] 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打 “×”)． (1) 做 匀 速 圆 周 运 动 物 体 的 合 外 力 是 保 持 不 变 的．( ) (2)做圆周运动物体的合外力不一定指向圆心．( ) (3)随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向 心力的作用．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)×
A．若盒子在最高点时，盒子与小球之间恰好无作用
力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为 2π
R g
B．若盒子以周期 π Rg做匀速圆周运动，则当盒子 运动到图示球心与 O 点位于同一水平面位置时，小球对
盒子左侧面的力为 4mg C．若盒子以角速度 2 Rg做匀速圆周运动，则当盒
子运动到最高点时，小球对盒子下面的力为 3mg
过最高点 的临界条
件
由 mg＝mvr2得 v 临＝ gr
由小球恰能做圆周 运动得 v 临＝0
(1)过最高点时，v≥ (1)当 v＝0 时，FN＝mg，FN 为支
gr，FN＋mg＝mvr2，持(2)力当，0<沿v半< 径gr背时离，圆－心FN＋mg＝
讨论
绳、圆轨道对球产生 弹力 FN
mvr2，FN 背离圆心，随 v 的增大
1．在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道 最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳 连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模 型”；二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)， 称为“杆(管)约束模型”．
2．绳、杆模型涉及的临界问题．
项目
绳模型
杆模型
常见类型 均是没有支撑的 均是有支撑的小球
(2)由于秋千做变速圆周运动，合外力既有指向圆心 的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点．
[易误辨析] 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打 “×”)． (1) 做 匀 速 圆 周 运 动 物 体 的 合 外 力 是 保 持 不 变 的．( ) (2)做圆周运动物体的合外力不一定指向圆心．( ) (3)随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向 心力的作用．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)×
A．若盒子在最高点时，盒子与小球之间恰好无作用
力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为 2π
R g
B．若盒子以周期 π Rg做匀速圆周运动，则当盒子 运动到图示球心与 O 点位于同一水平面位置时，小球对
盒子左侧面的力为 4mg C．若盒子以角速度 2 Rg做匀速圆周运动，则当盒
子运动到最高点时，小球对盒子下面的力为 3mg
一轮复习导学物理课件第4章第3节圆周运动_2
考点三 水平面内的圆周运动
1．火车转弯问题 在平直轨道上匀速行驶的火车， 所受合外力为零．在火车转弯时， 什么力提供向心力呢？若在火车 转弯处，让外轨高于内轨，如图所 示，转弯时所需向心力由重力和弹 力的合力提供．若轨道水平，转弯时所需向心力应由 外轨对车轮的挤压力提供，而这样对车轨会造成损 坏．车速大时，容易出事故．
F＝mgtan θ＝mvR2，解得 v＝ gRtan θ，故 A 正确，B 错误；若实际转弯速度大于 v，有离心趋势， 与外侧铁轨挤压，反之，挤压内侧铁轨，故 C 正确， D 错误；故选 AC.
[答案] AC
圆锥摆问题
例 4 (多选)如图所示，两根长度相同的细线分别 系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于 O 点．设 法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动．已知 L1 跟竖直方向的夹角为 60°，L2 跟竖直方向的夹角为 30°，下列说法正确的是( )
设车轨间距为 L，两轨高度差为 h，车转弯半径 为 R，质量为 M 的火车运行时应当有多大的速度？
根据三角形边角关系知 sin θ＝Lh，对火车的受
力情况分析得 tan θ＝MFg＝
h L2－h2.
因为 θ 角很小，粗略处理时，取 sin θ≈tan θ，
故Lh＝MFg，所以向心力 F＝LhMg，又因为 F＝MRv2，
C 错误；由 T＝2ωπ＝2π
lcos g
θ 知，摆球周期与质
量无关，D 错误．
[答案] B
火车转弯问题
例 3 (多选)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其 高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规 定行驶的速度为 v，则下列说法中正确的是( )
A．当火车以 v 的速度通过此弯路时，火车所受 重力与轨道面支持力的合力提供向心力
高三物理一轮复习课件：4-3圆周运动的规律及应用
v2 (2)由 an＝ r ＝ω2r 知，在 v 一定时，an 与 r 成反比；在 ω 一定时， an 与 r 成正比． 2．传动装置特点 (1)同轴传动 固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同． (2)皮带传动 不打滑的摩擦传动和皮带 (或齿轮 )传动的两轮边缘上各点线速度 大小相等． 3．注意问题 (1)在讨论 v、ω、r 三者关系时，应采用控制变量法，即保持其中 一个量不变来讨论另外两个量的关系 (2)在处理传动装置中各量间的关系时，应首先明确传动的方式及 传动的特点．
(3)质点做匀速圆周运动的条件： 合力 大小 不变，方向始终与速度方向 垂直 且指向 圆心 2．非匀速圆周运动 (1)定义：线速度大小、方向均 发生变化 的圆周运动． (2)合力的作用： ①合力沿速度方向的分量 Ft 产生切向加速度， Ft ＝ mat ，它只改 变速度的大小 变速度的 方向 ． ． ②合力沿半径方向的分量 Fn产生向心加速度，Fn＝man，它只改
【填一填】
匀速圆周运动和非匀速圆周运动 【想一想】 在圆周运动中，向心力一定指向圆心吗？合力一定指向圆心吗？
提示：无论匀速圆周运动，还是非匀速圆周运动，向心力一定指
向圆心，匀速圆周运动的合力提供向心力，一定指向圆心，非匀速圆 周运动的合力不一定指向圆心．
【填一填】
1．匀速圆周运动 (1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的 这种运动叫做匀速圆周运动． (2)性质：向心加速度大小 线运动． 不变 大小 ，方向总是指向 圆心 的变加速曲 处处相等，
2．近心运动 当提供向心力的合力大于做圆周运动所需向心力时，即 F>mω2r ， 物体将逐渐 靠近 圆心，做近心运动．
基础自测
1．关于匀速圆周运动的说法，正确的是(
体没有加速度
高考物理一轮复习第四章曲线运动第三节圆周运动课件高三全册物理课件
传动
转动的周期相同、角速度
相同，A 点和 B 点的线速
度与其半径成正比
12/13/2021
第十七页，共六十五页。
传动类型
皮带(链 条)传动
12/13/2021
图示
结论 (1)运动特点：两轮的转动方向 与皮带的绕行方式有关，可同 向转动，也可反向转动 (2)定量关系：由于 A、B 两点 相当于皮带上的不同位置的 点，所以它们的线速度大小必 然相同，二者角速度与其半径 成反比，周期与其半径成正比
12/13/2021
第二十五页，共六十五页。源自水平面内的圆周运动 【知识提炼】 1．问题特点 (1)运动轨迹是圆且在水平面内． (2)向心力的方向沿半径指向圆心． (3)向心力来源：一个力或几个力的合力或某个力的分力．
12/13/2021
第二十六页，共六十五页。
2．向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置． (2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心 的合力就是向心力． 3．运动实例：圆锥摆、汽车和火车转弯、飞机在水平面内 做匀速圆周飞行等．
12/13/2021
第四页，共六十五页。
2．匀速圆周运动与非匀速圆周运动的比较
项目
匀速圆周运动
非匀速圆周运动
线速度大小不变的圆 定义
周运动
线速度大小变化的圆周 运动
运动 F 向、a 向、v 均大小不 F 向、a 向、v 大小、方向 特点 变，方向变化，ω 不变 均发生变化，ω 发生变化
向心 力
F 向＝F 合
12/13/2021
第三页，共六十五页。
二、匀速圆周运动
1．匀速圆周运动的向心力 (1)大小：F＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r＝mωv＝4π2mf2r. (2)方向：始终沿半径方向指圆向心_(_yu_á_nx_īn_) _，时刻在改变，即向 心力是一个变力． (3)作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速方度向的(f_ān_gx_ià_n_g)__， 不改变速度大的小__(d_à_xi_ǎo_) _．
2023高考物理一轮总复习课件：圆周运动
向心力的来源图示
水平转台
(2020·高考全国卷Ⅰ)如图所示，一同
学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10
m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。
绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架
的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根
绳子平均承受的拉力约为( A．200 N C．600 N
)
√B．400 N
两小球角速度大小之比为4 3∶1，由 v＝ωr 得线速度大小之比为 3 3∶1，故 D 错误。
【对点练 5】 (多选)(2020·济南市期末学习质量评估)如图所示，
这是内壁光滑的半球形容器，半径为 R。质量为 m 的小球在容器
内的某个水平面内做匀速圆周运动，小球与球心 O 连线方向与
竖直方向夹角为 α。下列说法正确的是( )
考点二 圆周运动的动力学分析
1．向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。 (2)分析物体的受力情况，找出所有的力，沿半径方向指向圆心 的合力就是向心力。
2．运动实例 运动模型
飞机水平转弯
火车转弯
向心力的来源图示
运动模型 圆锥摆
飞车走壁
向心力的来源图示
运动模型 汽车在水平路面转弯
力学方程 临界特征 v＝ gr的意义
mg＋FT＝mvr2
mg±FN＝mvr2
FT＝0，即 mg＝mvr2，v＝0，即 F 向＝0，
得 v＝ gr
此时 FN＝mg
物体能否过最高点的 FN 表现为拉力还是支
临界点
持力的临界点
2.分析思路
(多选)如图甲所示，轻杆一端固定在 O 点，另一端固定一 小球，现让小球在竖直平面内做半径为 R 的圆周运动。小球运 动到最高点时，杆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－v2 图象如图乙所示。则( )
高三物理一轮复习 第4章 第3讲 圆周运动课件
(1)同一转轴上各点的角速度ω相同,而线速度v=ωr与半径r成正比,向心加
速度a=ω2r与半径r成正比。
(2)当皮带不打滑时,用皮带连接的两轮边缘上各点的线速度大小相等,由
ω= v 可知,ω与r成反比,由a= v 2 可知,a与r成反比。
r
r
(3)靠静摩擦力传动的两轮边缘上的点,线速度大小相等,ω与r成反比。
5. 答案
A
对于物体A,由图线知aA∝
1 r
,与a=v 2
r
相比较,则推知vA大小不
变;对于物体B,由图线知,aB∝r,与公式a=ω2r相比较可知ωB不变,故选项A正
确。
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重难突破
重难一 传动装置中各物理量之间的关系
在分析传动装置中各物理量之间的关系时,要抓住不等量和相等量
的关系,具体情况如下:
4. 答案 D 由a= v 2 知,只有在v一定时,a才与r成反比,如果v不一定,则a与
r
r不成反比;同理,只有当ω一定时,a才与r成正比;只有当v一定时,ω与r才成反 比;因2π是定值,故B两物体做匀速圆周运动时向心加速度a随半径r变化的 图线,由图线可知 ( ) A.A物体的线速度大小不变 B.A物体的角速度不变 C.B物体的线速度大小不变 D.B物体的角速度与半径成正比
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(2)角速度:物体与圆心的连线扫过的⑨ 角度 与所用⑩ 时间 的比
值,符号为 ω ,表达式为 ω=
,单位为 rad/s 。
(3)周期、频率:运动 一周 所用的时间叫周期,用符号 T 表示,
单位为 s ; 单位时间 内绕圆心转过的 圈数 叫频率,用
符号 f 表示,单位为 Hz 。 θ
t
高考物理一轮复习：圆周运动精品课件
常比赛路线，将运动员与自行车看做一个整体，下列论述正确的是
A.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的支持力与重
力的合力提供
√B.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供
C.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
图2
D.发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力
研透命题点
命题点一 圆周运动的运动学问题
1.对公式v＝ωr的理解
当r一定时，v与ω成正比.
当ω一定时，v与r成正比.
当v一定时，ω与r成反比.
2.对an＝
v2 r
＝ω2r的理解
图3
在v一定时，an与r成反比；在ω一定时，an与r成正比.
3.常见的传动方式及特点
(1)皮带传动：如图3甲、乙所示，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.
2πr 2π (1)T＝ v ＝ ω ，单位：_s_
(2)f＝ 1，单位：Hz T
(1)描述速度 方向 变化快慢的物理
v2
向心加速度 量(an)
(1)an＝ r ＝_r_ω__2 (2)单位：_m__/s_2_
(2)方向指向__圆__心___
自测1 (多选)一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2 s，则
D.向心力和向心加速度的方向都是不变的
三、离心运动和近心运动
1.离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外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 逐渐远离 圆心的运动.
2.受力特点(如图1)
(1)当F＝0时，物体沿 切线 方向飞出；
(2)当F<mrω2时，物体逐渐 远离 圆心；
(3)当F>mrω2时，物体逐渐向圆心靠近，做 近心 运动.
高考物理一轮复习第四章 圆周运动 课件
1．定义 做匀速圆周运动的物体，在合外
【例 2】如图 4 所示，一个竖
直放置的圆锥筒可绕其中
心轴 OO′转动，筒内壁粗
糙，筒口半径和筒高分别为
R 和 H，筒内壁 A 点的高度
为筒高的一半，内壁上有一 解 析 (1) 物 块 静 止
质量为 m 的小物块，求： 时，对物块进行受力分
(1)当筒不转动时，物块静止 析如图所示
在筒壁 A 点受到的摩擦力和
， 方 向 始圆终心指
向 ，是变加速运动．
3．条件：合外力大小 不变 、方向始终
与速度
方向垂直且指向圆心．
思考：匀速圆周运动是不是匀变速曲线运动？
提示：不是，因为在匀变速曲线运动中， 加速度 是恒量，不但其大小不变，而且方向也不变．
• 匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较
匀速圆周运动
非匀速圆周运动
运 动 性 质
度 度，没有切向加速度
合加速度的方向不断改变
向
心 F合＝F向＝
力
【训练 1】如图是一个玩具陀
螺，a、b 和 c 是陀螺表面上的
三个点．当陀螺绕垂直于地面的
轴线以角速度 ω 稳定旋转时， 思路点拨
Hale Waihona Puke 下列表述正确的是 ( ) D
A．a、b 和 c 三点的线速度大 a、b 和 c 三点的角速度相同，a 半径
支持力的大小；
(2)当物块在 A 点随筒匀速转
故有 Ff＝
mgH ， R2＋H2
动，且其所受到的摩擦力为 零时，筒转动的角速度．
FN＝
mgR R2＋H2
【例 2】如图 4 所示，一个竖 直放置的圆锥筒可绕其中心
轴 OO′转动，筒内壁粗糙， 筒口半径和筒高分别为 R 和 H，筒内壁 A 点的高度为筒
第四章第3讲圆周运动-2025年高考物理一轮复习PPT课件
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2．描述匀速圆周运动的物理量
项目
定义、意义
公式、单位
线速度(v)
描述做圆周运动的物 体运动 快慢 的物理
(1)v＝ΔΔst＝
2πr T
.
量
(2)单位： m/s
角速度(ω)
描述物体绕圆心 转动快慢 的物理量
(1)ω＝ΔΔθt ＝
2π T
.
(2)单位： rad/s
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1 ＝2π×150π.08 r/s＝25 r/min，D 错误．
解析
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考点 水平面内圆周运动的动力学分析
1．圆周运动实例分析 实例分析
在匀速转动的圆筒 内壁上，有一物体随 圆筒一起转动而未 发生滑动
图例
动力学方程
FN＝mω2r＝mvr2＝ m2Tπ2r
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2．自行车的大齿轮 A、小齿轮 B、后轮 C 的半径之比为 4∶1∶16，在用力蹬脚踏板 前进的过程中，关于 A、C 轮缘的角速度、线速度和向心加速度的说法正确的是( )
A．vA∶vC＝1∶4 B．vA∶vC＝1∶16 C．ωA∶ωC＝4∶1 D．aA∶aC＝1∶4
答案
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直 观 情 境
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3.本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动 需要的向心力．
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1．思维辨析 (1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动．( ) (2)做匀速圆周运动的物体所受合力是保持不变的．( ) (3)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比．( ) (4)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比．( √ ) (5)随水平圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的作用．( )