2019高考物理總復習 考查點8 圓周運動考點解讀學案（無答案）

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1、 考查點8　圓周運動 ?考情分析 測試內(nèi)容 測試要求 考情分析 勻速圓周運動 A 近四年沒有單獨考查，結(jié)合其他知識考查 線速度、角速度和周期 A 14年T9、T27、15年T26、16年T13、17年T9 向心加速度 A 近四年沒有單獨考查 向心力 C 14年T27、15年T26、16年T14 第1課時　圓周運動(1) ?知識梳理 考點1　勻速圓周運動　A (1)質(zhì)點沿圓周運動，如果在相等的時間里通過的________都相等，這種運動就叫做勻速圓周運動． (2)勻速圓周運動的物體的________方向時刻變化，所以勻速圓周運動是________運

2、動；勻速圓運動的物體加速度總是指向________，方向也是不斷變化的，所以勻速圓周運動是________運動． 【典例1】　關于勻速圓周運動，下列說法正確的是(　　) A．勻速圓周運動是勻速運動 B．勻速圓周運動是勻加速運動 C．勻速圓周運動是一種變加速運動 D．勻速圓周運動的物體處于平衡狀態(tài) 【解析】　做勻速圓周運動時，速度大小不變，方向時刻改變，故勻速圓周運動是一種變加速運動，故選C. 【答案】　C 【點撥】　速度是矢量，既要看其大小又不能忽略掉方向．注意在討論變與不變時，一定要分析矢量的方向是否變化． 【變式1】　(2015·揚州模擬)在演示小球做勻速

3、圓周運動時，小球運動過程中一定會發(fā)生變化的是(　　) A．速度大小 B．速度方向 C．加速度大小 D．角速度大小 考點2　線速度、角速度和周期　A (1)線速度(v)：物體沿圓周通過的弧長與所用時間的比值，v＝________，線速度是________量(矢量或標量)，單位：________，方向是________． (2)角速度(ω)：連接運動物體和圓心的半徑在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度θ與這段時間t的比值，ω＝________，角速度是________量(矢量或標量)單位是rad/s. (3)周期(T)：物體沿圓周運動________所用的時間，單位是s. (4)頻率(

4、f)：做圓周運動的物體________內(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，單位是Hz. (5)轉(zhuǎn)速(n)：做圓周運動的物體________或________內(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，單位是r/s或r/min. (6)線速度v與角速度ω的關系為________． (7)周期T和頻率f的關系為________． (8)角速度ω與周期T的關系為________． (9)相互關系：v＝________＝________＝________. (10)做勻速圓周運動物體的________、________、和________是恒定不變的． 【典例2】　(2017·江蘇真題)如圖所示，汽車雨刮器在轉(zhuǎn)動時，桿上A、B兩點繞O

5、點轉(zhuǎn)動的角速度大小為ωA、ωB，線速度大小為vA、vB，則　(　　) A．ωA<ωB，vA＝vB B．ωA>ωB，vA＝vB C．ωA＝ωB，vAvB 【解析】　A、B兩點共軸轉(zhuǎn)動，則角速度相等，根據(jù)v＝rω知，rA＞rB，則vA＞vB.故D正確． 【答案】　D 【點撥】　(1)固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點角速度相同；(2)皮帶(或齒輪)傳動和不打滑的摩擦傳動的兩輪邊緣上各點線速度大小相等． 【變式2】　(2016·江蘇真題)如圖所示，用起瓶器打開瓶蓋，起瓶器上A、B兩點繞O點轉(zhuǎn)動的角速度分別為ωA和ωB，線速度大小分別為vA和vB，

6、則　(　　) A．ωA＝ωB，vAvB D．ωA>ωB，vA＝vB 【典例3】　(2017·徐州模擬)如圖所示，圓形玻璃平板半徑為r，一質(zhì)量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣，隨玻璃板一起繞圓心O在水平面內(nèi)做勻速圓周運動．玻璃板轉(zhuǎn)動的周期為T，求： (1)木塊的角速度大??； (2)木塊的線速度大小； (3)木塊所受摩擦力的大小． 【解析】　(1)根據(jù)勻速圓周運動的規(guī)律可得木塊的角速度大小為ω＝.(2)木塊的線速度大小為v＝.(3)木塊所受摩擦力提供木塊做勻速圓周運動的向心力，有Ff＝mr. 【答案】　

7、(1)　(2)　(3)m2r 【點撥】　根據(jù)線速度和角速度的定義式求解，需理解周期的含義． 【變式3】　如圖所示的皮帶傳動裝置中，右邊兩輪是在一起同軸轉(zhuǎn)動，圖中A、B、C三輪的半徑關系為RA＝RC＝2RB，設皮帶不打滑，則三輪邊緣上的一點線速度之比vA：vB：vC＝________，角速度之比ωA：ωB：ωC＝________. 考點3　向心加速度　A (1)向心加速度是描述________的物理量，它的方向指向________． (2)向心加速度與線速度v、角速度ω、周期T、頻率f相互關系：an＝＝rω2＝ωv＝r＝4π2f2r. 【典例4】　(2016·鎮(zhèn)江模擬)小明坐

8、在水平轉(zhuǎn)盤上，與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動．關于小明的運動狀態(tài)和受力情況，下列說法正確的是(　　) A．角速度不變 B．線速度不變 C．向心加速度不變 D．向心加速度為零 【解析】　線速度方向、向心加速度方向時刻改變，根據(jù)公式an＝知向心加速度不為零，角速度大小和方向均不變． 【答案】　A 【點撥】　注意在討論勻速圓周運動的物理量變與不變時，一定要分析矢量的方向是否變化． 【變式4】　(2016·連云港模擬)如圖所示為地球自轉(zhuǎn)的示意圖，同一經(jīng)度、不同緯度處的地面上站著甲、乙兩人，他們的向心加速度　(　　) A．大小相等，方向相同 B．大小

9、不等，方向相同 C．大小相等，方向不同 D．大小不等，方向不同 ?隨堂練習 　　1.家用臺式計算機上的硬磁盤的磁道如圖所示，O點為磁道的圓心，A、B兩點位于不同的磁道上．磁盤繞O點勻轉(zhuǎn)動時，A、B兩點的向心加速度　(　　) A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同 C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同 　 第1題圖　　　　　第2題圖 2．(2017·徐州模擬)如圖所示，小明正在蕩秋千，關于繩上a點和b點的線速度和角速度，下列關系正確的是(　　) A．va＝vb B．va＞vb C．ωa＝ωb D．ωa＜ωb 3．(2017

10、·宿遷模擬)如圖所示，紙風車上有A、B兩點，當風車被風吹著繞中心轉(zhuǎn)動時，A、B兩點的角速度分別為ωA和ωB，線速度大小分別為vA和vB，則(　　) A．ωA＝ωB，vAvB C．ωA<ωB，vA＝vB D．ωA>ωB，vA＝vB 4．(2016·南通模擬)圖示為錐形齒輪的傳動示意圖，大齒輪帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，大、小齒輪的角速度大小分別為ω1、ω2，兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為v1、v2，則(　　) A．ω1<ω2，v1＝v2 B．ω1>ω2，v1＝v2 C．ω1＝ω2，v1>v2 D．ω1＝ω2，v1＜v2 　 第3題圖　　　　　　第4

11、題圖　第5題圖 5．(2016·宿遷模擬)如圖所示，一小球繞圓心O做勻速圓周運動，已知圓周半徑為r，小球運動的角速度為ω，則它運動的向心加速度大小為　(　　) A.B．ωrC．ω2r D．ωr2 6．(2017·鹽城模擬)游樂場的大型摩天輪勻速旋轉(zhuǎn)，其半徑為R＝60m，旋轉(zhuǎn)一周需要12min，最底部車廂離地面高h1＝0.5m.質(zhì)量m＝40kg的小明乘坐的車廂處于摩天輪的最底部，從此刻開始計時．取地面為零勢能面，π≈3.0，g取10m/s2，求： 　第6題圖 (1)摩天輪旋轉(zhuǎn)的周期； (2)摩天輪旋轉(zhuǎn)的角速度； (3)t＝2min時，小明具有的機械能．

12、第2課時　圓周運動(2) ?知識梳理 考點4　向心力　C (1)作用效果：產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的________，不改變速度的________． (2)大?。篎＝m＝________＝m＝mωv＝4π2mf2r. (3)方向：總是沿半徑方向指向________，時刻在改變，即向心力是一個變力． (4)來源：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． 【典例1】　(2017·揚州模擬)如圖所示，與輕繩相連的滑塊置于水平圓盤上，繩的另一端固定于圓盤中心的轉(zhuǎn)軸上，繩子剛好伸直且無彈力，繩長l＝0.5m.滑塊隨圓盤一

13、起做勻速圓周運動(二者未發(fā)生相對滑動)，滑塊的質(zhì)量m＝1.0kg，與水平圓盤間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g＝10m/s2.求： (1)圓盤角速度ω1＝1rad/s時，滑塊受到靜摩擦力的大小； (2)圓盤的角速度ω2至少為多大時，繩中才會有拉力； (3)圓盤角速度ω由0緩慢增大到4rad/s過程中，圓盤對滑塊所做功大小(繩未斷)． 【解析】　(1)靜摩擦力提供向心力f＝mωl　解得f＝0.5N　(2)當靜摩擦力達到最大值時，繩中才出現(xiàn)拉力，最大靜摩擦力提供向心力μmg＝mωl　解得ω2＝2rad/s.(3)當ω＝4rad/s時，滑塊的線速度v＝ωr＝

14、2m/s，由動能定理得，圓盤對滑塊所做功大小W＝mv2＝2J. 【答案】　(1)0.5N　(2)2rad/s　(3)2J. 【點撥】　進行受力分析和過程分析，判斷向心力的來源及其大小決定因素，注意分析具體問題中的變量或相同量． 【變式1】　(2016·江蘇真題)如圖所示，長為L的細線一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球在豎直平面內(nèi)擺動，通過最低點時的速度為v，則此時細線對小球拉力的大小為(　　) A．mg B．m C．mg＋m D．mg－m 【典例2】　如圖一輛質(zhì)量為500kg的汽車靜止在一座半徑為50m的圓弧形拱橋頂部．(取g＝10m/s2) (1)此時

15、汽車對圓弧形拱橋的壓力是多大？ (2)如果汽車以6m/s的速度經(jīng)過拱橋的頂部，則汽車對圓弧形拱橋的壓力是多大？ (3)汽車以多大速度通過拱橋的頂部時，汽車對圓弧形拱橋的壓力恰好為零？ 【解析】　(1)汽車靜止，重力和支持力二力平衡，則FN＝G＝mg＝500×10N＝5 000N，根據(jù)牛頓第三定律知，汽車對圓弧形拱橋的壓力為5 000N. (2)小車做圓周運動，在最高點重力和支持力的合力提供向心力；由牛頓第二定律得：mg－FN＝m，F(xiàn)N＝4 640N，根據(jù)牛頓第三定律知，汽車對圓弧形拱橋的壓力為4 640N.(3)小車對橋無壓力，只受重力，重力恰好提供向心力．mg＝m，v＝＝10m/s.

16、 【答案】　(1)5 000N　(2)4 640N　(3)10m/s. 【點撥】　關鍵對物體進行運動情況分析和受力情況分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解，要認真體會并牢記物體在曲面上運動時，支持力與重力不平衡，壓力不等于重力，并且壓力的大小與曲面的半徑、物體的速度也都有關系． 【變式2】　有一種叫“飛椅”的游樂項目，示意圖如圖所示．長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動．當轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)動軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ，不計鋼繩的重力，求： (1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω與夾角θ的關系； (2)此時鋼繩

17、的拉力多大？ 【典例3】　如圖所示，有一個水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，小強站在距圓心為r處的P點不動，關于小強的受力，下列說法正確的是(　　) A．小強在P點不動，因此不受摩擦力作用 B．小強隨圓盤做勻速圓周運動，其重力和支持力充當向心力 C．小強隨圓盤做勻速圓周運動，盤對他的摩擦力充當向心力 D．若使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，小強在P點受到的摩擦力不變 【解析】　由于小強隨圓盤一起做勻速圓周運動，一定需要向心力，該力一定指向圓心方向，而重力和支持力在豎直方向上，它們不能充當向心力，因此他會受到摩擦力作用，且充當向心力，選項A、B錯

18、誤，C正確；由于小強隨圓盤轉(zhuǎn)動的半徑不變，當圓盤角速度變小時，由Fn＝mrω2可知，所需向心力變小，故選項D錯誤． 【答案】　C 【點撥】　做勻速圓周運動的物體，合外力提供向心力．本題中靜摩擦力提供向心力． 【變式3】　如圖質(zhì)量為25kg的小孩坐在秋千板上，小孩離拴繩子的棟梁2.5m，如果秋千板擺到最低點時，速度為3m/s.(g＝10m/s2)求： (1)小孩的角速度的大??； (2)小孩對秋千板的壓力是多大？ (3)若秋千板的質(zhì)量是5kg，繩的拉力的大?。? ?隨堂練習 　　1.(2017·蘇州模擬)如圖所示，A、B兩物塊置于繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，

19、兩物塊始終相對圓盤靜止．已知兩物塊的質(zhì)量mA＜mB，運動半徑rA>rB 　 ，則下列關系一定正確的是(　　) A．角速度ωA<ωB B．線速度vAaB第1題圖 D．向心力FA>FB 2．(2017·蘇州模擬)洗衣機的脫水桶在甩干衣服時，脫水桶繞豎直軸高速轉(zhuǎn)動，衣服緊貼脫水桶側(cè)壁隨之轉(zhuǎn)動，則衣服做圓周運動的向心力由(　　) A．衣服所受的靜摩擦力提供 B．衣服所受重力和摩擦力的合力提供 C．衣服對桶壁的彈力提供 D．桶壁對衣服的彈力提供 3．(2017·揚州模擬)某同學騎電動自行車在水平公路上以v的恒定速率轉(zhuǎn)彎，已知人

20、和車的總質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎的路徑近似看成一段圓弧，圓弧半徑為R，人和車作為一個整體轉(zhuǎn)彎時需要的向心力為(　　) A．F＝mv2 B．F＝mv2R C．F＝m D．F＝ 　第4題圖 4．(2017·揚州模擬)如圖所示，揚州瘦西湖大虹橋是拱形橋，汽車通過橋頂時的運動可以看作圓周運動．汽車通過橋最高點時(　　) A．車對橋的壓力等于汽車的重力 B．車對橋的壓力大于汽車的重力 C．車的速度越大，車對橋面的壓力越小 D．車的速度越大，車對橋面的壓力越大 5．(2015·江蘇真題)如圖所示，小球通過細線繞圓心O在光滑水平面上做勻速圓周運動．已知小球質(zhì)量m＝0.40

21、kg，線速度大小v＝1.0m/s，細線長L＝0.25m.求： (1)小球的角速度大小ω； (2)細線對小球的拉力大小F. 　第5題圖 6．“魔盤”是一種神奇的游樂設施，它是一個能繞中心軸轉(zhuǎn)動的帶有豎直側(cè)壁的大型轉(zhuǎn)盤，隨著“魔盤”轉(zhuǎn)動角速度的增大，“魔盤”上的人可能滑向盤的邊緣．如圖所示，質(zhì)量為m的人(視為質(zhì)點)坐在轉(zhuǎn)盤上，與轉(zhuǎn)盤中心O相距r.轉(zhuǎn)盤的半徑為R，人與盤面及側(cè)壁間的動摩擦因數(shù)均為μ，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g. (1)當轉(zhuǎn)盤的角速度大小為ω0時，人未滑動，求此時人的線速度大小v； (2)求人與轉(zhuǎn)盤發(fā)生相對滑動時轉(zhuǎn)盤的角速度大小ω應滿足的條件； (3)當人滑至“魔盤”側(cè)壁時，只要轉(zhuǎn)盤的角速度不小于某一數(shù)值ω，人就可以離開盤面，貼著側(cè)壁一起轉(zhuǎn)動．有同學認為，ωm的大小與人的質(zhì)量有關，你同意這個觀點嗎？請通過計算說明理由． 　第6題圖 9