重庆市第八中学2027届高考物理二轮专题复习讲义 第10讲 圆周运动

第十讲  圆周运动

知识储备

（一）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，只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．大小

．

3．方向

始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力。

（二）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）当时，物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动。

（2）当时，物体逐渐远离圆心，做离心运动。

（3）当时，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。

（三）水平面内的圆周运动

运动模型	向心力的来源图示
汽车在水平路面转弯

水平转台（光滑）
圆锥摆
飞车走壁
飞机水平转弯
火车转弯

（四）竖直面内的圆周运动

	轻绳模型（最高点无支撑）	轻杆模型（最高点有支撑）
实例	球与绳连接、水流星、沿内轨道运动的“过山车”等	球与杆连接、球在光滑管道中运动等
图示

受力示意图	向下或等于零	向下、等于零或向上
力学方程
临界特征	即	即
讨论分析	（1）最高点，若，，绳或轨道对球产生弹力（2）若，则不能到达最高点，即到达最高点前小球已经脱离了圆轨道	（1）当时，，背离圆心（2）当时，，背离圆心并随的增大而减小 （3）当时， （4）当时，，指向圆心并随的增大而增大

【必备能力】

（一）向心力来源判断

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。

（二）圆周运动临界分析

1．圆周运动的三种临界情况

（1）接触面滑动临界：摩擦力达到最大值。

（2）接触面分离临界：。

（3）绳恰好绷紧：；绳恰好断裂：达到绳子最大承受拉力。