第18讲 圆周运动（讲义）（原卷版）.docxVIP

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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

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点1向心力的来源及运动模型

知识点2圆周运动动力学分析过程

【提升·必考题型归纳】

考向1锥摆模型

考向2转弯模型

考向3圆盘模型

考点三离心现象

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点离心现象的特点及规律

【提升·必考题型归纳】

考向离心现象的应用与防止

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，就是匀速圆周运动。

(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向，是变加速运动。

(3)条件：合外力大小、方向始终与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

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

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．

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

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，在受力分析中要再另外添加一个向心力。

（2）公式：Fn＝man＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝mr·eq\f(4π2,T2)＝mr·4π2f2＝mωv。

2．运动模型

运动模型

向心力的来源示意图

运动模型

向心力的来源示意图

飞机水平转弯

飞车走壁

圆锥摆

火车转弯

汽车在水平路面转弯

水平转台(光滑)

知识点2圆周运动动力学分析过程

考向1锥摆模型

1．如图所示，甲、乙两个质量相同的小球（视为质点）用等长轻质细线1、2连接，悬挂在天花板上的O点，两球在各自的水平面内做匀速圆周运动，并处于相对静止状态，细线与竖直方向的夹角分别为、（、非常小，可以取，）。则（）