内容正文:
第3讲 圆周运动
物理
考情分析
教材梳理
考点探究
高考观察
物理
考情分析 考题归类·科学分析
本讲关联考题 试题命制情境 本讲考情分析
2021·全国甲卷,T15 以旋转纽扣为背景考查向心加速度的计算(生活实践问题情境) 圆周运动是生活中常见的运动形式,也是高考必考内容。单独命题多考查圆周运动的描述、向心力的来源与分析、圆周运动的临界问题,题型多为选择题,难度中等;竖直平面内圆周运动与其他知识的综合,多与生产、生活、科技相结合,常以计算题形式命题,考查学生应用规律解决实际问题的能力,难度较大。
2021·广东卷,T4 以车库出入口的曲杆道闸为背景考查匀速圆周运动的特点(生活实践问题情境)
2021·河北卷,T9 考查匀速圆周运动中的动力学分析(学习探索问题情境)
2020·全国Ⅰ卷,T16 以同学表演荡秋千为背景考查圆周运动的动力学分析(生活实践问题情境)
物理
教材梳理 教材回扣·自测自纠
知识·填空
一、匀速圆周运动及其描述
1.匀速圆周运动
(1)定义:如果做圆周运动的质点线速度的大小不随时间变化,这种运动称为匀速圆周运动。
(2)特点:速度大小 、方向始终与半径 。
(3)性质:加速度大小不变,方向始终指向 的变加速曲线运动。
不变
垂直
圆心
物理
2.描述匀速圆周运动的物理量
快慢
m/s
连线扫过角度快慢
rad/s
一周
s
方向
圆心
ω2r
m/s2
物理
二、匀速圆周运动的向心力
1.作用效果:向心力产生向心加速度,只改变物体线速度的 ,不改变线速度的 。
方向
大小
3.方向:始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个 。
4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的 提供,还可以由一个力的分力提供。
三、离心现象
1.定义:做圆周运动的物体,在所受向心力 或合力不足以提供维持圆周运动所需向心力的情况下,会做逐渐远离圆心的运动,这种现象称为离心现象。
2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周 方向飞出去的趋势。
变力
合力
突然消失
切线
物理
3.受力特点
(1)当F合=mω2r时,物体做 运动。
(2)当F合=0时,物体沿 方向飞出。
(3)当F合<mω2r时,物体逐渐 圆心,做 运动。
(4)当F合>mω2r时,物体逐渐 圆心,做 运动。
F合为实际提供的向心力,如图所示。
匀速圆周
切线
远离
离心
靠近
近心
物理
情境·自测
1.(2021·上海期末)市内公共汽车在到达路口转弯前,车内广播中就会播放录音:“乘客们请注意,前面车辆转弯,请拉好扶手”。从力的作用效果上来说“拉好扶手”是为了对乘客提供( )
A.弹力 B.摩擦力
C.向心力 D.回复力
C
解析:公共汽车在到达路口转弯时,乘客跟着公交车准备做圆周运动,需要通过车提供的力充当向心力,故“拉好扶手”是为了对乘客提供向心力,故选C。
物理
BD
物理
物理
A
3.(2021·山东济宁期末)如图所示,用手掌平托一苹果,保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程,下列说法中正确的是( )
A.手掌对苹果的摩擦力越来越大
B.苹果先处于超重状态后处于失重状态
C.手掌对苹果的支持力越来越小
D.苹果所受的合外力越来越大
物理
解析:因为苹果做匀速圆周运动,所以从c到d的过程中,加速度大小不变,加速度在水平方向上的分加速度逐渐增大,根据牛顿第二定律知摩擦力越来越大,所以A正确;苹果做匀速圆周运动,从c到d的过程中,加速度在竖直方向上有向下的分加速度,可以知道苹果处于失重状态,故B错误;从c到d的过程中,加速度大小不变,竖直方向的加速度逐渐减小,方向向下,则重力和支持力的合力逐渐减小,可以知道支持力越来越大,故C错误;苹果做匀速圆周运动,所受合力大小不变,方向始终指向圆心,故D错误。
物理
考点探究 合作探究·突破考点
考点一 圆周运动中的运动学分析
归纳·拓展
物理
2.常见的三种传动方式及特点
类型 图示及特点
同轴传动 绕同一转轴运转的物体,角速度相同,ωA=ωB,由v=ωr知v与r成正比
皮带传动 皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,