人教版2024年高考一轮复习物理《第18讲 圆周运动（讲义）》复习讲义.docVIP

PAGE Page 1 / NUMPAGES Pages 3 第18讲 圆周运动 目录 复习目标 网络构建 考点一 圆周运动的运动学问题 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点1 圆周运动基本物理量的关系 知识点2 三种传动方式及特点 【提升·必考题型归纳】 考向1 圆周运动基本物理量的关系 考向2 三种传动方式及特点 考点二 圆周运动的动力学问题 真题感悟 掌握圆周运动各个物理量之间的关系。 能够分析圆周运动的向心力的来源，并会处理有关锥摆模型、转弯模型、圆盘模型的动力学问题。 考点要求 考题统计 考情分析 （1）圆周运动物理量的关系 （2）向心力来源分析及应用 2023年全国甲卷第4题 2023年江苏卷第13题 2021年全国甲卷第2题 高考对圆周运动的考查较为频繁，大多联系实际生活以选择题的形式出现较多，难度通常情况不是太大；同时，该部分内容的规律还多在带电粒子在电磁场中有关圆周运动的问题中出现。 考点一 圆周运动的运动学问题 知识点1 圆周运动基本物理量的关系 1．匀速圆周运动 (1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。 (2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，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。 2．匀速圆周运动各物理量间的关系 知识点2 三种传动方式及特点 1.皮带传动（甲乙）：皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等。 2.齿轮传动（丙）：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。 3.同轴传动（丁）：两轮固定在同一转轴上转动时，两轮转动的角速度大小相等。 考向1 圆周运动基本物理量的关系 1．夏天人们常用蚊香来驱除蚊虫。如图所示，蚊香点燃后缓慢燃烧，若某滑冰运动员（可视为质点）的运动轨迹与该蚊香燃点的轨迹类似，运动的速率保持不变，则该运动员（　　） A．线速度不变 B．角速度变大 C．向心加速度变小 D．运动一圈（）所用时间保持不变 【答案】B 【详解】A．由题意可知线速度大小不变，方向时刻改变，故A错误； B．动员运动半径在减小，由可知角速度变大，故B正确； C．由可知，运动半径r减小，向心加速度a变大，故C错误； D．一圈的长度逐渐变小，故运动一圈所用的时间变短，故D错误。故选B。 2．天宫空间站天和核心舱的机械臂，长度约10米，是我国自主研发的七自由度系统，与同样属于七自由度系统的人的手臂一样灵活和机动。如图A、B、C是三个主要关节支点，P为BC臂上的一点，机械臂整体以A支点为轴抬起，则下列说法正确的是（　　） A．作业过程中P与B线速度大小一定相等 B．作业过程中P与B线速度方向一定相同 C．作业过程中P与B角速度大小一定相等 D．作业过程中P与B加速度大小一定相等 【答案】C 【详解】A．由于P、B两点为同轴传动，所以两点的角速度相同，P、B两点的半径不确定是否相同，故A错误； B．线速度的方向为该点与原圆心连线的垂直方向上，由于P、B两点与圆心连线不重合，故B错误； C．根据A选项的分析，故C正确； D．根据圆周运动加速度公式a＝ω2r，P、B的r不确定是否相同，故D错误。故选C。 考向2 三种传动方式及特点 3．如图是自行车传动结构的示意图，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和。假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】脚踏板的转速等于大齿轮的转速，为，则大齿轮边缘的线速度小齿轮边缘的线速度也为 小齿轮和后轮同轴转动，角速度相等，则后轮边缘的线速度即自行车前进的速度为 故选B。 4．如图所示为某同学拼装的乐高齿轮传动装置，图中五个齿轮自左向右编号分别为1、2、3、4、5.它们的半径之比为，其中齿轮1是主动轮，正在逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） ???? A．齿轮5顺时针转动 B．齿轮1与齿轮3的转速之比为 C．齿轮2边缘的向心加速度与齿轮5边缘的向心加速度之比为 D．齿轮2的周期与齿轮4的周期之比为 【答案】D 【详解】A．当齿轮1逆时针匀速转动时，齿轮2顺时针转动，齿轮3逆时针转动，齿轮4顺时针转动，齿轮5也逆时针转动，选项A错误； B．所有齿轮边缘的线速度相同，齿轮1与齿轮3边缘具有相同的线速度，因为齿轮1与齿轮3半径相等，所以转速之比为，选项B错误； C．根据所以选项C错误； D．同理可得所以选项D正确。故选D。 考点二 圆周运动的动力学问题 知识点1 向心力的来源及运动模型 1.向心力： （1）来源：向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。 （2）公式：Fn＝man＝meq \f(v2,