考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验第3讲 匀速圆周运动及其应用考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验1匀速圆圆周运动动匀速圆圆周运动动 角速度、线线速度、向心加速度 (考纲纲要求)考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验(1)定义义：做圆圆周运动动的物体，若在相 等的时间时间 内通过过的圆圆弧长长_，就是 匀速圆圆周运动动 (2)特点：加速度大小_ ，方向始终终 指向_ ，是变变加速运动动 (3)条件：合外力大小_ 、方向始终终 与_方向垂直且指向圆圆心相等不变变 圆圆心 不变变速度考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验2描述圆圆周运动动的物理量描述圆圆周运动动的物理量主要有线线速度、角速度、周期、频频率、转转速、向心加速度、向心力等，现现比较较如下表：考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验快慢转动转动 快慢一周圈数方向快慢R2考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验1作用效果产产生向心加速度，只改变变速度的_，不改变变速度的 _. 2大小匀速圆圆周运动动的向心力 (考纲纲要始终终沿半径方向指向_ ，时时刻在改 变变，即向心力是一个变变力 来源 向心力可以由一个力提供，也可以由几 个力的_提供，还还可以由一个力的 _提供.4m2r圆圆心合力 分力方向大小考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验1定义义：做_的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆圆周运动动_的情况下，就做逐 渐渐远远离圆圆心的运动动 2本质质：做圆圆周运动动的物体，由于本身的惯惯性，总总有沿着_飞飞出去的倾倾向 3受力特点离心运动动 (考纲纲要求)当F _时时，物体做匀速圆圆周运动动； 当F0时时，物体沿_飞飞出； 当F _时时，物体逐渐远渐远 离圆圆心， F为实际为实际 提供的向心力，如图图431所 示图431圆圆周运动动所需向心力圆圆周切线线方向mr2mr2切线线方向考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验1关于质质点做匀速圆圆周运动动的下列说说法正确的是 ( )考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验答案 D考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验图图432所示是一个玩具陀螺A、B和 C是陀螺上的三个点当陀螺绕绕垂直于地 面的轴线轴线 以角速度稳稳定旋转时转时 ，下列表 述正确的是 ( ) AA、B和C三点的线线速度大小相等 BA、B和C三点的角速度相等 CA、B的角速度比C的大 DC的线线速度比A、B的大图4322解析 A、B和C均是同一陀螺上的点，它们们做圆圆周运动动的 角速度都为为陀螺旋转转的角速度，B对对、C错错三点的运动动 半径关系rArBrC，据vr可知，三点的线线速度关系vA vBvC，A、D错错 答案 B考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验一质质点做匀速圆圆周运动动，其线线速度大小为为4 m/s，转动转动 周 期为为2 s，则则 ( ) A角速度为为0.5 rad/s B转转速为为0.5 r/s答案 BCD3考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验如图图433所示，水平转转台上放着一枚硬币币 ，当转转台匀速转动时转动时 ，硬币币没有滑动动，关于 这这种情况下硬币币的受力情况，下列说说法正确的 是 ( )图433A受重力和台面的支持力 B受重力、台面的支持力和向心力 C受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 D受重力、台面的支持力和静摩擦力 解析 重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，方向指 向转轴转轴 答案 D4. 考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验如图图434是摩托车车比赛转赛转 弯时时的情形，转转弯处处路面常 是外高内低，摩托车转车转 弯有一个最大安全速度，若超过过 此速度，摩托车车将发发生滑动动对对于摩托车车滑动动的问题问题 ， 下列论论述正确的是 ( )图4345考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验A摩托车车一直受到沿半径方向向外的离心力作用 B摩托车车所受外力的合力小于所需的向心力 C摩托车车将沿其线线速度的方向与半径向外的方向沿直线线滑 去 D摩托车车将沿其半径方向沿直线线滑去 解析 本题题考查圆查圆 周运动动的规规律和离心现现象摩托车车只受重 力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错项错 误误；摩托车车正确转转弯时时可看作是做匀速圆圆周运动动，所受的合 力等于向心力，如果向外滑动动，说说明合力小于需要的向心力 ，B项项正确；摩托车车将在沿线线速度方向与半径向外的方向之 间间做离心曲线线运动动，C、D项错误项错误 答案 B考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验在分析传动传动 装置的物理量时时，要抓住不等量和相等量的 关系，表现为现为 ： (1)同一转轴转轴 的各点角速度相同，而线线速度vR与半径 R成正比，向心加速度大小aR2与半径r成正比考点一 在传动传动 装置中各物理量之间间的关系考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验如图图435所示是自行车传动结车传动结 构的示意图图，其中是 半径为为R1的大齿轮齿轮 ，是半径为为R2的小齿轮齿轮 ，是半径 为为R3的后轮轮，假设设脚踏板的转转速为为n，则则自行车车前进进的 速度为为()【典例1】图435考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验答案 C考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验如图图436所示为为某一皮带传动带传动 装 置主动轮动轮 的半径为为r1，从动轮动轮 的半 径为为r2.已知主动轮动轮 做顺时针转动顺时针转动 ， 转转速为为n，转动过转动过 程中皮带带不打滑 下列说说法正确的是 ( ) A从动轮动轮 做顺时针转动顺时针转动 B从动轮动轮 做逆时针转动时针转动【变式1】图436考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验答案 BC考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验考点二 匀速圆圆周运动动的实实例分析（小专题专题 ） 【典例2】 “飞车飞车 走壁”是一种传统传统 的杂杂技艺术艺术 ，演员员 骑车骑车 在倾倾角很大的桶面上做圆圆周运动动而不 掉下来如图图437所示，已知桶壁的倾倾 角为为，车车和人的总质总质 量为为m，做圆圆周运动动 的半径为为r.若使演员骑车员骑车 做圆圆周运动时动时 不 受桶壁的摩擦力，下列说说法正确的是 ()图437考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验思路导图导图考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验答案 AC考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验解决圆圆周运动问题动问题 的主要步骤骤 (1)审清题意，确定研究对象； (2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周 期、轨道平面、圆心、半径等； (3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力 的来源； (4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验(2011天津联联考)铁铁路转转弯处处的弯道半径r是根据地形决定 的弯道处处要求外轨轨比内轨轨高，其内、外轨轨高度差h的设设 计计不仅仅与r有关还还与火车车在弯道上的行驶驶速度v有关 下列说说法正确的是 ( ) A速率v一定时时，r越小，要求h越大 B速率v一定时时，r越大，要求h越大 C半径r一定时时，v越小，要求h越大 D半径r一定时时，v越大，要求h越大【变式2】考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验答案 AD考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验在高速公路的拐弯处处，通常路面都是外高内低如图图43 8所示，在某路段汽车车向左拐弯，司机左侧侧的路面比右 侧侧的路面低一些汽车车的运动动可看作是做半径为为R的圆圆周 运动动设设内外路面高度差为为h，路基的水平宽宽度为为d，路 面的宽宽度为为L.已知重力加速度为为g.要使车轮车轮 与路面之间间的 横向摩擦力(即垂直于前进进方向)等于零，则则汽车转车转 弯时时的 车车速应应等于 ( )【变式3】图438考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验答案 B考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验(1)模型概述 在竖竖直平面内做圆圆周运动动的物体，按运动动至轨轨道最高点时时的 受力情况可分为为两类类一是无支撑(如球与绳连绳连 接，沿内轨轨 道的“过过山车车”等)，称为为“绳绳(环环)约约束模型”，二是有支撑(如 球与杆连连接，在弯管内的运动动等)，称为为“杆(管道)约约束模型” (2)临临界问题问题 分析 物体在竖竖直平面内做的圆圆周运动动是一种典型的变变速曲线线运动动 ，该类该类 运动动常有临临界问题问题 ，并伴有“最大”“最小”“刚刚好”等 词语词语 ，现现就两种模型分析比较较如下：5.坚坚直平面内圆圆周运动动的绳绳、杆模型考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验如图图439所示，质质量为为60 kg的体操运 动员动员 ，做“单单臂大回环环”，用一只手抓住单单杠， 伸展身体，以单单杠为轴为轴 做圆圆周运动动此过过程中 ，运动员动员 到达最低点时时手臂受的拉力至少约为约为 ( 忽略空气阻力，g10 m/s2) ( ) A.600 N B2 400 N C3 000 N D3 600 N【典例】 图439考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验教你审题审题关键键点：运动员动员 以单单杠为轴为轴 做圆圆周运动动属于竖直面内圆周运动的杆模型牛顿第二定律和机械能守恒定律自己试一试！教你审题审题考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验答案 C考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验单击单击 此处进处进 入 高考快乐乐体验验考基自主落实核心考点透析物理建模指导活页限时训练高考快乐体验单击单击 此处进处