考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验第第3讲匀速圆周运动及其应用讲匀速圆周运动及其应用考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1匀速圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动角速度、线速度、向心加速度 ( (考纲要求考纲要求) )考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验(1)定义定义：做：做圆周运周运动的物体，若在相等的物体，若在相等的的时间内通内通过的的圆弧弧长_，就是匀，就是匀速速圆周运周运动(2)特点特点：加速度大小：加速度大小_ ，方向始，方向始终指向指向_ ，是，是变加速运加速运动(3)条件条件：合外力大小：合外力大小_ 、方向始、方向始终与与_方向垂直且指向方向垂直且指向圆心心相等相等不不变圆心心不不变速度速度考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验2描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量 描述描述圆周运周运动的物理量主要有的物理量主要有线速度、角速度、周速度、角速度、周 期、期、频率、率、转速、向心加速度、向心力等，速、向心加速度、向心力等，现比比较如如 下表：下表：考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验快慢快慢转动快慢快慢一周一周圈数圈数方向方向快慢快慢R2考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1作用效果作用效果 产生向心加速度，只改生向心加速度，只改变速度的速度的_，不改，不改变速度的速度的_.2大小大小匀速圆周运动的向心力匀速圆周运动的向心力(考纲要考纲要始始终沿半径方向指向沿半径方向指向_ ，时刻在改刻在改变，即向心力是一个，即向心力是一个变力力来源来源向心力可以由一个力提供，也可以由几向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的个力的_提供，提供，还可以由一个力的可以由一个力的_提供提供.4m2r圆心心合力合力分力分力方向方向大小大小考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1定义定义：做：做_的物体，在所受合外力突然消失或的物体，在所受合外力突然消失或 不足以提供不足以提供圆周运周运动_的情况下，就做逐的情况下，就做逐渐 远离离圆心的运心的运动2本质本质：做：做圆周运周运动的物体，由于本身的的物体，由于本身的惯性，性，总有沿有沿 着着_飞出去的出去的倾向向3受力特点受力特点离心运动离心运动(考纲要求考纲要求) )当当F _时，物体做匀速，物体做匀速圆周运周运动；当当F0时，物体沿，物体沿_飞出；出；当当F _时，物体逐，物体逐渐远离离圆心，心，F为实际提供的向心力，如提供的向心力，如图431所所示示图图431圆周运周运动所需向心力所需向心力圆周切周切线方向方向mr2mr2切切线方向方向考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验1关于关于质点做匀速点做匀速圆周运周运动的下列的下列说法正确的是法正确的是 ()考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案D考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验图432所示是一个玩具陀螺所示是一个玩具陀螺A、B和和C是陀螺上的三个点当陀螺是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地垂直于地面的面的轴线以角速度以角速度稳定旋定旋转时，下列表，下列表述正确的是述正确的是 ()AA、B和和C三点的三点的线速度大小相等速度大小相等BA、B和和C三点的角速度相等三点的角速度相等CA、B的角速度比的角速度比C的大的大DC的的线速度比速度比A、B的大的大图图4322解析解析A、B和和C均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的角速度都为陀螺旋转的角速度角速度都为陀螺旋转的角速度，B对、对、C错三点的运动错三点的运动半径关系半径关系rArBrC，据，据vr可知，三点的线速度关系可知，三点的线速度关系vAvBvC，A、D错错答案答案B考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验一一质点做匀速点做匀速圆周运周运动，其，其线速度大小速度大小为4 m/s，转动周期周期为2 s，则 ()A角速度角速度为0.5 rad/sB转速速为0.5 r/s答案答案BCD3考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如如图433所示，水平所示，水平转台上放着一枚硬台上放着一枚硬币，当当转台匀速台匀速转动时，硬，硬币没有滑没有滑动，关于，关于这种种情况下硬情况下硬币的受力情况，下列的受力情况，下列说法正确的是法正确的是 ()图图433A受重力和台面的支持力受重力和台面的支持力B受重力、台面的支持力和向心力受重力、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受重力、台面的支持力和静摩擦力解析解析重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，方向指重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，方向指向转轴向转轴答案答案D4. 考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如如图434是摩托是摩托车比比赛转弯弯时的情形，的情形，转弯弯处路面常路面常是外高内低，摩托是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超弯有一个最大安全速度，若超过此此速度，摩托速度，摩托车将将发生滑生滑动对于摩托于摩托车滑滑动的的问题，下列，下列论述正确的是述正确的是 ()图图4345考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验A摩托摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用一直受到沿半径方向向外的离心力作用B摩托摩托车所受外力的合力小于所需的向心力所受外力的合力小于所需的向心力C摩托摩托车将沿其将沿其线速度的方向与半径向外的方向沿直速度的方向与半径向外的方向沿直线滑去滑去D摩托摩托车将沿其半径方向沿直将沿其半径方向沿直线滑去滑去解析解析本题考查圆周运动的规律和离心现象摩托车只受重本题考查圆周运动的规律和离心现象摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错误；项错误；摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明合力小于需要的向心力，于向心力，如果向外滑动，说明合力小于需要的向心力，B项项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，心曲线运动，C、D项错误项错误答案答案B考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验在分析在分析传动装置的物理量装置的物理量时，要抓住不等量和相等量的关，要抓住不等量和相等量的关系，表系，表现为：(1)同一同一转轴的各点角速度的各点角速度相同，而相同，而线速度速度vR与半径与半径R成正比，向心加速度大小成正比，向心加速度大小aR2与半径与半径r成正比成正比考点一在传动装置中各物理量之间的关系考点一在传动装置中各物理量之间的关系考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如如图435所示是自行所示是自行车传动结构的示意构的示意图，其中，其中是半是半径径为R1的大的大齿轮，是半径是半径为R2的小的小齿轮，是半径是半径为R3的后的后轮，假，假设脚踏板的脚踏板的转速速为n，则自行自行车前前进的速度的速度为()【典例【典例1】图图435考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案C考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验如如图436所示所示为某一皮某一皮带传动装置装置主主动轮的半径的半径为r1，从，从动轮的半径的半径为r2.已知主已知主动轮做做顺时针转动，转速速为n，转动过程中皮程中皮带不打滑下列不打滑下列说法法正确的是正确的是 ()A从从动轮做做顺时针转动B从从动轮做逆做逆时针转动【变式变式1】图图436考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案BC考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考点二考点二 匀速圆周运动的实例分析（小专题）匀速圆周运动的实例分析（小专题）【典例典例2】“飞车走壁走壁”是一种是一种传统的的杂技技艺术，演，演员骑车在在倾角很大的桶面上做角很大的桶面上做圆周运周运动而不掉下而不掉下来如来如图437所示，已知桶壁的所示，已知桶壁的倾角角为，车和人的和人的总质量量为m，做，做圆周运周运动的半径的半径为r.若使演若使演员骑车做做圆周运周运动时不受桶壁的不受桶壁的摩擦力，下列摩擦力，下列说法正确的是法正确的是 ()图图437考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验思路导图思路导图考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案AC考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验解决圆周运动问题的主要步骤解决圆周运动问题的主要步骤 (1)(1)审清题意，确定研究对象；审清题意，确定研究对象；(2)(2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周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；期、轨道平面、圆心、半径等；(3)(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；的来源；(4)(4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程根据牛顿运动定律及向心力公式列方程考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验(2011天津联考天津联考)铁路路转弯弯处的弯道半径的弯道半径r是根据地形决定是根据地形决定的弯道的弯道处要求外要求外轨比内比内轨高，其内、外高，其内、外轨高度差高度差h的的设计不不仅与与r有关有关还与火与火车在弯道上的行在弯道上的行驶速度速度v有关下有关下列列说法正确的是法正确的是 ()A速率速率v一定一定时，r越小，要求越小，要求h越大越大B速率速率v一定一定时，r越大，要求越大，要求h越大越大C半径半径r一定一定时，v越小，要求越小，要求h越大越大D半径半径r一定一定时，v越大，要求越大，要求h越大越大【变式变式2】考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案AD考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验在高速公路的拐弯在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如，通常路面都是外高内低如图438所示，在某路段汽所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左向左拐弯，司机左侧的路面比右的路面比右侧的路面低一些汽的路面低一些汽车的运的运动可看作是做半径可看作是做半径为R的的圆周周运运动设内外路面高度差内外路面高度差为h，路基的水平，路基的水平宽度度为d，路面，路面的的宽度度为L.已知重力加速度已知重力加速度为g.要使要使车轮与路面之与路面之间的横的横向摩擦力向摩擦力(即垂直于前即垂直于前进方向方向)等于零，等于零，则汽汽车转弯弯时的的车速速应等于等于 ()【变式变式3】图图438考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案B考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验(1)模型概述模型概述在在竖直平面内做直平面内做圆周运周运动的物体，按运的物体，按运动至至轨道最高点道最高点时的的受力情况可分受力情况可分为两两类一是无支撑一是无支撑(如球与如球与绳连接，沿内接，沿内轨道道的的“过山山车”等等)，称，称为“绳(环)约束模型束模型”，二是有支撑，二是有支撑(如球与如球与杆杆连接，在弯管内的运接，在弯管内的运动等等)，称，称为“杆杆(管道管道)约束模型束模型”(2)临界问题分析临界问题分析物体在物体在竖直平面内做的直平面内做的圆周运周运动是一种典型的是一种典型的变速曲速曲线运运动，该类运运动常有常有临界界问题，并伴有，并伴有“最大最大”“最小最小”“刚好好”等等词语，现就两种模型分析比就两种模型分析比较如下：如下：5.坚直平面内圆周运动的绳、杆模型坚直平面内圆周运动的绳、杆模型考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验 如如图439所示，所示，质量量为60 kg的体操运的体操运动员，做，做“单臂大回臂大回环”，用一只手抓住，用一只手抓住单杠，伸杠，伸展身体，以展身体，以单杠杠为轴做做圆周运周运动此此过程中，程中，运运动员到达最低点到达最低点时手臂受的拉力至少手臂受的拉力至少约为(忽忽略空气阻力，略空气阻力，g10 m/s2) ()A.600 N B2 400 NC3 000 N D3 600 N【典例典例】 图图439考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验教你审题教你审题关关键点：运点：运动员以以单杠杠为轴做做圆周运周运动属于竖直面内圆周运动的杆模型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牛顿第二定律和机械能守恒定律自己试一试！自己试一试！教你审题教你审题考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验答案答案C考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验单击此处进入单击此处进入 高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析物理建模指导物理建模指导活页限时训练活页限时训练高考快乐体验高考快乐体验单击此处进入单击此处进入 活页限时训练活页限时训练