第4章 第3讲 圆周运动（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

第3讲　圆周运动

 

【备考目标】　1.掌握描述圆周运动的各物理量及关系。 2.会分析匀速圆周运动的周期性及多解问题。 3.会分析圆周运动向心力的来源，并利用圆周运动的知识解决生活中的相关问题。

考点一　圆周运动的运动学问题

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

1．描述圆周运动的物理量

2．匀速圆周运动

(1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动。

(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。

(3)条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。

3．离心运动和近心运动

(1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。

(2)受力特点(如图)

①当F＝0时，物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动。

②当0<F<mω2r时，物体逐渐远离圆心，做离心运动。

③当F>mω2r时，物体逐渐向圆心靠近，做近心运动。

(3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动需要的向心力。

[辨析明理]

1．判断下列说法的正误

(1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动。(×)

(2)物体做匀速圆周运动时，其线速度是不变的。(×)

(3)物体做匀速圆周运动时，其所受合外力是变力。(√)

(4)向心加速度公式在非匀速圆周运动中不适用。(×)

2．在向心加速度an＝，an＝ω2r两式中，an与r成正比还是成反比？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

提示：在v一定时，an与r成反比；在ω一定时，an与r成正比。

 

角度(一) 圆周运动基本物理量的关系

三种传动装置

【例1】 (2024·吉林高考)“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点做圆周运动的(　　)

A．半径相等

B．线速度大小相等

C．向心加速度大小相等

D．角速度大小相等

解析：选D。根据题图可知，Q点到轴的距离大于P点到轴的距离，则Q点做圆周运动的半径大于P点做圆周运动的半径，A错误；P、Q两点同轴转动，角速度大小相等，根据v＝ωr和a＝ω2r结合A项分析可知，Q点的线速度和向心加速度均大于P点的，B、C错误，D正确。

【例2】 (2024·海南模拟)某一传动装置的部分结构如图所示，甲是一个半径为r的以其圆心为轴匀速转动的轮子，乙是一个中空的轮环，内半径为2r，外半径为3r，转动轴在轮环的圆心，已知甲轮带动乙轮环转动，接触处不打滑。当甲轮转动的角速度为ω时，轮环外壁N点的线速度大小为(　　 )

A．ωr    B．ωr    C．ωr    D．2ωr

解析：选C。由题可知，乙内环的线速度v＝v甲＝ωr，所以乙环的角速度ω′＝＝ω，故轮环外壁N点的线速度vN＝ω′×3r＝ωr，故C正确。

角度(二) 圆周运动的多解问题

【例3】 (多选)如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，重力加速度为g，则(　　 )

A．子弹在圆筒中的水平速度为d

B．子弹在圆筒中的水平速度为2d

C．圆筒转动的角速度可能为π

D．圆筒转动的角速度可能为3π

解析：选ACD。子弹在圆筒中运动的时间与自由下落高度h的时间相同，即t＝，