专题4 第3课时 圆周运动(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

零起点考大学 物 理 1 专题四 曲线运动 第三课时 圆周运动 2 圆周运动 描述圆周运动的各物理量 一 向心力 二 圆周运动中的动力学问题 三 考点4：圆周运动 描述圆周运动的各物理量 （1）线速度： 描述物体圆周运动的快慢，。 （2）角速度： 描述物体转动的快慢，。 （3）周期和频率： 描述物体转动的快慢，。 （4）向心加速度： 描述线速度方向变化的快慢， 。 （5）向心力： 作用效果产生向心加速度，Fn＝man。 考点4：圆周运动 常见传动方式 （1）皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。 （2）摩擦传动和齿轮传动：如图丙、丁所示，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，即vA＝vB。 （3）同轴转动：如图戊所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。 考点4：圆周运动 （5）各物理量之间的联系 （4）圆周运动中的运动学问题： 对公式v=ωr的理解 ①当r一定时，v与ω成正比 ②当ω一定时，v与r成正比 ③当v一定时，ω与r成反比 对的理解 ①在v一定时，a与r成反比； ②在ω一定时，a与r成正比 考点4：圆周运动 水平方向和竖直面内的圆周运动 （1）向心力的来源：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，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。 （2）水平方向上的圆周运动 ①水平面内的圆周运动一般为匀速圆周运动，物体所受合力方向指向圆心，大小不变。 ②重力对向心力没有贡献，向心力一般来自弹力、摩擦力或电磁力。 ③涉及静摩擦力时，常出现临界和极值问题。 知识拓展 考点4：圆周运动 （3）竖直平面内的圆周运动 ①轻绳模型：均是没有支撑的小球 ②最高点临界条件:， ③讨论分析 过最高点时，，，绳、轨道对球产生弹力FN； 当时，不能过最高点，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道； 当时，恰好过最高点，重力提供向心力，绳、轨道对球不产生弹力FN=0。 考点4：圆周运动 （3）竖直平面内的圆周运动 ①轻绳模型：均是有支撑的小球 ②最高点临界条件: ③讨论分析 当v＝0时，FN＝mg，FN为支持力，沿半径背离圆心 当时，，FN背离圆心，随v的增大而减小 当时，FN＝0 当时，，FN指向圆心并随v的增大而增大 （1）定义: 做圆周运动的物体，在合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。 （2）原因: 做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向。 （3）供需关系与运动: 如图所示，F为实际提供的向心力，则 ①当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动； ②当F＝0时，物体沿切线方向飞出； ③当F<mω2r时，物体逐渐远离圆心； ④当F>mω2r时，物体逐渐靠近圆心。 考点4：圆周运动 离心运动 即学即练 1.（2025福建卷）（多选）如图所示为春晚上转手绢的机器人，手绢上有两点，圆心为，，手绢做匀速圆周运动，则（ ） Ａ．速度之比为1∶ Ｂ．角速度之比为∶1 Ｃ．向心加速度之比为∶1 Ｄ．点所受合外力总是指向 【解析】手绢做匀速圆周运动，由图可知属于同轴传动模型，故角速度相等，即角速度之比为1∶1,Ｂ错误；由可知线速度之比∶=∶=1∶，Ａ正确；由可知,Ｐ、Ｑ向心加速度之比∶=∶=1∶Ｃ错误;做匀速圆周运动的物体,其合外力等于向心力,故合力总是指向圆心Ｏ,Ｄ正确。故选ＡＤ。 AD 即学即练 2.如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的高度H＝0.8 m，物块平抛落地过程中水平位移的大小s＝0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2。求： （1）物块做平抛运动的初速度大小v0； （2）物块与转台间的动摩擦因数μ。 【解析】（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有① 在水平方向上有s＝v0t② 联立①②式解得 ③，代入数据得v0＝1 m/s。 （2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有 ④ ⑤ 由④⑤式得，代入数据得μ＝0.2。 【答案】（1）1 m/s (2)0.2 知识拓展 （1）水平转盘上的物体恰好不发生相对滑动的临界条件是物体与盘间恰好达到最大静摩擦力。 （2）物体间恰好分离的临界条件是物体间的弹力恰好为零。 （3）绳的拉力出现临界条件的情形有：绳恰好拉直意味着绳上无弹力；绳上拉力恰好为最大承受力等。 即学即练 3.如图所示，支架质量为M，放在水平地面上，转轴O处用长为l的细绳悬挂质量为m的小球。 （1）把小球拉起到细绳水平的位置，然后释放小球，当它运动到最低点时地面对支架的支持力多大？ （2）若小球在竖直平面内摆动到最高点时，支架恰对地面无压力，则小球在最高点的速度是多大？ 【解析】（1）设小球运动到最低点速度为v，由机械能守恒定律和牛顿第二定律得 ，联立可得F=3mg， 所以此时地面对支架的支持力FN=Mg+F=Mg+3mg。 （2）运动到最高点时，支架恰对地面无压力，说明细绳上的拉力F=Mg， 对小球：，解得v=。 【答案】（1）Mg+3mg (2) 竖直平面内圆周运动的求解思路 即学即练 ①定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型，两种模型过最高点的临界条件不同，其原因主要是，“绳”不能支持物体，而“杆”既能支持物体，也能拉物体. ②确定临界点： 对轻绳模型来说是能否通过最高点的临界点，而对轻杆模型是讨论分析FN表现为支持力还是拉力的临界点. ③研究状态：通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况。 ④受力分析：对物体在最高点或最低点时进行受力分析，根据牛顿第二定律列出方程，F合=F向。 ⑤过程分析：应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程。 $