2019年高考物理总复习专题05圆周运动精准导航学案

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1、专题05圆周运动考纲定位本讲共3个考点，两个一级考点，（1）匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度（2）离心现象一个二级考点（1）匀速圆周运动的向心力考试多从二级考点命制试题，选择题相对不是特别难，但是比较多综合题往往要结合功和能动量等知识命制。必备知识1．解决圆周运动力学问题的关键(1)正确进行受力分析，明确向心力的来源，确定圆心以及半径．(2)列出正确的动力学方程F＝m＝mrω2＝mωv＝mr.结合v＝ωr、T＝＝等基本公式进行求解．2．抓住“两类模型”是解决问题的突破点(1)模型1——水平面内的圆周运动，一般由牛顿运动定律列方程求解．(2)模型2——竖直面内

2、的圆周运动(绳球模型和杆球模型)，通过最高点和最低点的速度常利用动能定理(或机械能守恒)来建立联系，然后结合牛顿第二定律进行动力学分析求解．3．竖直平面内圆周运动的两种临界问题(1)绳球模型：小球能通过最高点的条件是v≥.(2)杆球模型：小球能通过最高点的条件是v≥0.题型洞察一.题型研究一：轻绳模型（一）真题再现1．（2018江苏卷）火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°．在此10s时间内，火车（）A.运动路程为600mB.加速度为零C.角速度约为1rad/sD.转弯半径约为3.4km【答案】AD【解析】本题考

3、查匀速圆周的概念，意在考查考生的理解能力。圆周运动的弧长s=vt=60×10m=600m，选项A正确；火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项B错误；由题意得圆周运动的角速度rad/s=rad/s，又，所以m=3439m，故选项C错误、D正确。2.(2016·全国卷甲T16)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点(　　)A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受

4、绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C3.(2016·全国卷丙T20)如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则(　　)A．a＝B．a＝C．N＝D．N＝【答案】AC（二）精准练习1．如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静止放有一小球

5、C，A、B、C的质量均为m.现给小球一水平向右的瞬时速度v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的摩擦阻力)，则瞬时速度v必须满足(　　)A．最小值B．最小值C．最大值D．最大值【答案】BD【解析】要保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满足mg＝，由最低点到最高点由机械能守恒得＝mg·2r＋，可得小球在最低点瞬时速度的最小值为，故选项A错误，B正确；为了不会使环在竖直方向上跳起，在最高点有最大速度时，球对环的压力为2mg，满足3mg＝，从最低点到最高点由机械能守恒得＝mg·2r＋，可得小球在最低点瞬时速

6、度的最大值为，故选项C错误，D正确．2．如图所示，不可伸长的轻绳长为，一端固定在O点，另一端拴接一质量为m的小球，将小球拉至与O等高，细绳处于伸直状态的位置后由静止释放，在小球由静止释放到运动至最低点的过程中，小球所受阻力做的功为W，重力加速度为g，则小球到达最低点时(　　)A．向心加速度B．向心加速度C．绳的拉力D．绳的拉力【答案】AC【解析】从最高点到最低点过程中，重力做功，阻力做功，根据动能定理可得，在最低点重力和绳子的拉力充当向心力，所以有，联立可得，根据公式可得，AC正确；二.题型研究二：轻杆模型（一）真题再现1.（2017新课标Ⅱ14）如图，一光滑大圆环

7、固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心【答案】A【解析】大圆环光滑，则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，选项A正确，B错误；开始时大圆环对小环的作用力背离圆心，最后指向圆心，故选项CD错误；故选A.2．(2014·全国卷ⅡT17)如图，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