四川省2019高考物理复习全辑 第2讲 圆周运动讲与练（必修2，含解析）

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1、第2讲　圆周运动李仕才考试内容及要求知识内容学考要求2015.10考题2016.4考题2016.10考题2017.4考题2017.11考题2018.4考题2018.6考题圆周运动、向心加速度、向心力d551145生活中的圆周运动c2020一、描述圆周运动的物理量1．线速度v：大小为通过的圆弧长跟所用时间的比值，方向为圆弧上该点的切线方向，v＝.2．角速度ω：大小为半径转过的角度跟所用时间的比值，ω＝.3．周期和转速：周期：沿圆周运动一周所用的时间，单位为s.转速：单位时间所转的圈数，单位为r/s.关系：T＝.4．线速度、角速度、周期之间的关系：ω

2、＝，v＝，v＝ωr.5．传动装置的特点：(1)两轮之间通过皮带传动或摩擦传动时，轮边缘的点线速度大小相等；(2)两轮同轴转动或同一轮上不同的点在转动的过程中角速度相等．如图1所示，vA＝vB，ωB＝ωC.图1例1　(2017·嘉兴市学科基础测试)如图2所示，转动的跷跷板上A、B两点线速度大小分别为vA和vB，角速度大小分别为ωA和ωB，rAωB答案　C解析　因为A、B两点绕同一转轴转动，所以角速度相等；又因为B点运动的半径大于

3、A点，所以B点的线速度大，故C正确．二、向心加速度和向心力1．向心加速度：an＝＝ω2r＝r.2．向心力由牛顿第二定律Fn＝man＝m＝mω2r＝mr.3．方向：向心加速度和向心力的方向均沿半径指向圆心．4．作用：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小．例2　(2017·杭州市学考模拟)2017年2月10日，俄罗斯总统普京在莫斯科会见到访的斯洛文尼亚总统帕霍尔，并发表了重要讲话，如图3甲所示为俄罗斯总统普京佩戴的手表，图乙为该表的表盘，手表指针的运动可看作匀速运动，下列说法中正确的是(　　)图3A．秒针、分针、时针转动周期相同B．秒针的角速度最大

4、，时针的角速度最小C．秒针上A、B两点线速度一样大D．秒针上A、B两点向心加速度一样大答案　B解析　秒针、分针、时针的周期分别是60秒、60分钟、12小时，角速度与周期成反比，故秒针角速度最大，时针的角速度最小．A、B同轴转动，则ωA＝ωB，又rA>rB，由v＝ωr、a＝ω2r知vA>vB，aA>aB，故B正确．例3　(2016·浙江4月学考·5)如图4为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间，假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他(　　)图4A．所受的合力为零，做匀速运动B．所受的合力恒定，做匀加速运动C．所受的合力恒定，做变加速运动

5、D．所受的合力变化，做变加速运动答案　D三、向心力应用实例　生活中的圆周运动1．向心力来源：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．2．求解匀速圆周运动问题的一般步骤(1)明确研究对象．(2)受力分析，画出受力示意图．(3)明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置．(4)对物体受力沿圆心方向合成或分解．(5)根据牛顿运动定律和圆周运动的运动学公式列方程求解．例4　如图5所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是(　　)图5A．线

6、速度vATBC．它们受到的摩擦力FfA>FfBD．筒壁对它们的弹力FNA>FNB答案　D解析　由于两物体角速度相等，而rA>rB，所以vA＝rAω>vB＝rBω，A项错；由于ω相等，则T相等，B项错；因竖直方向受力平衡，Ff＝mg，所以FfA＝FfB，C项错；弹力提供向心力，所以FNA＝mrAω2>FNB＝mrBω2，故D正确．例5　(2017·浙江11月学考·11)如图6所示，照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道的总宽度约为15m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，则运动的汽车(　　)图

7、6A．所受的合力可能为零B．只受重力和地面支持力作用C．最大速度不能超过25m/sD．所需的向心力由重力和支持力的合力提供答案　C解析　汽车在水平路面上做匀速圆周运动，所受合外力时刻指向圆心，转弯时靠静摩擦力提供向心力，因此排除A、B、D选项，故C正确．四、竖直面内的圆周运动1．拱形桥(如图7所示)图7最高点，重力和支持力的合力提供向心力：mg－FN＝m⇒FN＝mg－m临界条件：当FN＝0时，得临界速度v＝，此时汽车将离开桥面做平抛运动．2．绳模型：竖直面内绳拉小球或小球在光滑轨道内侧做圆周运动，都属于绳模型，如图8甲所示．图8(1)在最高点时，

8、向心力mg＋FN＝m.(2)过最高点的临界条件：当FN＝0，即mg＝m，得临界速度v＝.(3)受力分析(最高点)当v＝时，拉力或压力为零