高考物理二轮高分突破第6讲 圆周运动.docx

1、高考物理二轮高分突破第6讲 圆周运动第6讲圆周运动考试要求和考情分析考试内容选考要求历次选考统计命题角度2016/042016/102017/042017/112018/042018/11受力分析、多过程、功能关系圆周运动、向心加速度、向心力d5、205、202011、204、20生活中的圆周运动c202020119生活中的圆周运动学问题分析要点总结1描述圆周运动的参量及其相互关系2常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图1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vAvB。图1(2)摩擦传动：如图2甲所示，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，

2、即vAvB。(3)同轴传动：如图2乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即AB。图2典例分析【例1】 (2018浙江台州高三期末质量评估)一汽车轮胎竖放于水平地面上，O为其中心，A为轮胎与地面接触点，现使其在地面上向右滚动。某一时刻在地面上观察者看来，关于轮箍最大圆周上B、C两点的说法正确的是()图3AB 点比A点线速度大BB点比A点角速度小CB、C两点均绕O点做圆周运动DB、C两点线速度大小相等解析相对于地面，轮胎与地面的接触点是静止的，速度为零，即A点的速度为零，设轮胎转动角速度为，轮胎半径为R，不考虑车轮与地面间的滑动，相对于地面车轴的速度即车的速度为R，相对于

3、地面车轮边缘B点的速度大小等于车轴的速度大小与对轴圆周运动速度大小之和，即vB2R，选项A正确，C错误；B、A两点相对于车轴的角速度相同，选项B错误；同理由上可知B点的速度大于C点的速度，选项D错误。答案A精典题组1(2018浙江教育绿色评价联盟适应性考试)硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。如图4，电动机使磁盘以5 400 r/min的转速匀速转动，磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比，有()图4AnPnQ BPQCvPaQ解析P、Q两点同轴转动，故两点有相同的角速度

4、，即PQ，根据2n，则有 nPnQ；由题知P点的半径大于Q点的半径，根据vr，则有vPvQ；根据a2r，则有aPaQ，故选项D正确。答案D2(2018浙江嘉兴高一期末联考)如图5所示是某品牌手动榨汁机，榨汁时手柄绕O点旋转时，手柄上B、C两点的周期、角速度及线速度等物理量的关系是()图5ATBTC，vBvC BTBTC，vBC，vBvC DBC，vBvC解析手柄上B、C两点属于共轴转动，具有相同的角速度BC，由T知周期也相等TBTC，由匀速圆周运动的线速度与角速度关系vr，结合rBrC可得vBvC，综合可知选项B正确。答案B圆周运动的动力学分析要点总结求解圆周运动问题的步骤(1)确定圆周运动的

5、轨道平面。(2)分析几何关系，目的是确定圆周运动的圆心、半径。(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)据牛顿运动定律及圆周运动知识列方程。典例分析【例2】 (2018浙江温州九校高一期末联考)把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。如图6，平面1比平面2高，轨道1半径是轨道2半径的2倍。则()图6A小球做匀速圆周运动时受到重力、支持力、向心力B同一个小球在轨道1的线速度大小是轨道2线速度大小的2倍C同一个小球在轨道1对漏斗壁的压力大小是在轨道2的2倍D同一个小球在轨道1的向心加速度大小等于在轨道2 的向心加速度大小解析

6、小球做匀速圆周运动时，只受重力和支持力两个力作用，如图所示。由图可知，两个力的合力提供向心力，选项A错误；根据牛顿第二定律得mgtan m，解得v，知轨道1半径是轨道2半径的2倍，则同一个小球在轨道1的线速度大小是轨道2线速度大小的，选项B错误；轨道对小球的支持力大小为FN，与轨道平面的高度无关，则小球对轨道的压力也与轨道平面无关，因此同一个小球在轨道1和轨道2对漏斗壁的压力大小相等，选项C错误；根据mgtan ma，得agtan ，知同一个小球在轨道1的向心加速度大小等于在轨道2的向心加速度大小，选项D正确。答案D精典题组3(2018浙江宁波适应性考试)如图7，两根长度不同的细线下面分别悬挂

7、两个小球A和B，细线上端固定在同一点，若两个小球绕竖直轴做匀速圆周运动时恰好在同一高度的水平面内，则下列说法中正确的是()图7A线速度大小vAvB B角速度ABC加速度大小aAaB D周期TATB解析设连接A球的细线长为LA，细线与竖直方向的夹角为，对小球A受力分析且由牛顿第二定律可得mAgtan mA，解得vA，同理，设连接B球的细线长为LB，细线与竖直方向的夹角为，可得vB，由于，故vAvB，选项A错误；同理可得，对A球有mAgtan mALAsin ，解得A，对B球有mBgtan mBLBsin ，解得B，由于LAcos LBcos ，所以AB，选项B错误；对A球有mAgtan mAaA

8、，解得aAgtan ，对B球有mBgtan mBaB，解得aBgtan ，由于，所以aA36 km/h，故汽车不能贴着桥面，安全通过拱形桥，选项B错误；当v18 km/h5 m/s时，根据FGm，得F0.75mg，选项D错误。答案C7.(2018浙江金华十校高一期末联考)如图12所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的是()图12A小球通过最高点的最小速度为B运动到a点时小球一定挤压外侧管壁C小球在水平线ab以下管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力D小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力解析在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当

9、小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，选项A错误；球做圆周运动需要向心力，运动到a点时，需要外侧管壁提供向心力，所以小球一定挤压外侧管壁，选项B正确；小球在水平线ab以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，对内侧管壁没有作用力，选项C错误；小球在水平线ab以上管道中运动，当速度非常大时，内侧管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力，当速度比较小时，内侧管壁有作用力，选项D错误。答案B水平面内圆周运动动力学问题易错分析【例】 圆环绕通过直径的竖直轴OO匀速转动，在圆环上套有两个质量相等的小球。如图13所示，连接小球与圆环

10、中心C的连线AC、BC分别与转轴成37和53角，转动中小球均没有在圆环上滑动。已知sin 370.6，sin 530.8。下列说法中错误的是()图13A圆环对A的弹力方向可能沿AC方向向下B圆环对B的弹力方向只能沿BC方向向上CA与圆环间可能没有摩擦力DA、B两球所受的合力大小之比为34错因分析错解1由于常见情况下弹力方向均斜向上，因此以为A项是有可能的。错解2受力分析和考虑问题不全面，认为当A项正确时，弹力的水平分量可提供向心力，能满足小球做圆周运动的条件，漏选C项。错解3不能正确确定轨迹圆平面，以为圆环环心C即为两球匀速圆周运动的圆心，错误得出轨道半径相同、合力相等的结果而选择D项。正解展

11、示A、B两球均做匀速圆周运动，它们所受的合外力提供向心力，因为它们的质量相等，做圆周运动的角速度相等，轨道平面为垂直于转轴的水平面，半径等于小球到轴OO的距离，因此轨迹半径之比为，向心力之比，选项D正确；圆环对小球的弹力只可能垂直于小球所在点的圆环的切线，弹力方向沿小球与圆环中心连线向上或向下，两球所受合力指向轨迹圆心为向心力，且竖直方向为平衡力，可能的受力情况分别如图(a)、(b)，能满足条件的圆环的弹力：A球可以沿AC方向向上或向下，而B球只能沿BC方向向上，选项A、B正确；若A与圆环间摩擦力为零，当A球受到的弹力沿CA方向向上时，合力不可能指向轨迹圆心，当A球受到的弹力沿AC方向向下时，

12、则竖直方向不能平衡，即无论弹力是哪个方向，A与圆环间摩擦力为零均不能成立，选项C错误。答案C 圆周运动的分析方法(1)分析受力情况，选择指向圆心方向为正方向，在指向圆心方向上求合外力；(2)分析运动情况，确定圆心和半径，然后将牛顿第二定律和向心力公式相结合列方程求解。1.(201711月浙江选考)如图14所示，照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道的总宽度约为15 m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，则运动的汽车()图14A所受的合力可能为零B只受重力和地面支持力作用C最大速度不能超过25 m/sD所需的向心力由重力和支持力的合力提供解析汽车在水平路面上做匀速

13、圆周运动，合外力时刻指向圆心，竖直方向重力和支持力平衡，拐弯时靠静摩擦力提供向心力，选项A、B、D错误；由Ffm0.7mg和Ffmm得vmm/s25 m/s，选项C正确。答案C2.(20184月浙江选考)A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图15所示)，在相同时间内，它们通过的路程之比是43，运动方向改变的角度之比是32，则它们()图15A线速度大小之比为43B角速度大小之比为34C圆周运动的半径之比为21D向心加速度大小之比为12解析时间相同，路程之比即线速度大小之比，选项A正确；运动方向改变的角度之比即对应扫过的圆心角之比，由于时间相同，角速度大小之比也为32，选项B错误；由sR知路程

14、比除以角度比得半径比为89，选项C错误；由向心加速度a知线速度平方比除以半径比即向心加速度大小之比为21，选项D错误。答案A3.(201811月浙江选考)一质量为2.0103 kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4104 N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是()图16A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4104 NC.汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2解析汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力，但向心力是根据力的效果命名的，

15、不是物体实际受到的力，选项A错误；当汽车转弯速度为20 m/s时，根据Fnm，得所需的向心力Fn1104 N，没有超过最大静摩擦力，所以车也不会侧滑，所以选项B、C错误；汽车转弯达到最大静摩擦力时，向心加速度最大为anm/s27.0 m/s2，选项D正确。答案D一、选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1(2018浙江温州高一期末)如图1所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的齿轮边缘的两点，则下列说法中不正确的是()图1AA、B两点的线速度大小相等BA、B两点的角速度大小相等CA点的周期大于B点的周期DA 点的向心加速

16、度小于B 点的向心加速度解析同缘传动时，边缘点的线速度大小相等，即vAvB；根据vr，可知半径大的角速度小，即ATB，根据a，可知半径大的向心加速度小，则有aArBrC，A齿轮边缘与B齿轮边缘线速度大小是相等的，即vAvB，由vr，可得，则AvC，综上所述可知vAvBvC，BCA，选项A、B、C错误，D正确。答案D7(2018浙江富阳中学高二月考)如图6甲是Kitty猫主题公园中的苹果树飞椅，其示意图如图乙所示。钢绳一端系着座椅，另一端固定在上面的转盘上，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，质量相等的A、B座椅与竖直方向的夹角分别为与，A、B恰

17、好在同一水平面上，不计钢绳所受的重力，下列说法正确的是()图6AB钢绳对A座椅的拉力小于钢绳对B 座椅的拉力CA座椅的线速度大于B座椅的线速度DA座椅的角速度大于B座椅的角速度解析A、B转动的角速度相同，但半径不同，重力和绳子的拉力提供向心力，则mgtan m2r，解得tan ，由于B转动的半径较大，则，选项A、D错误；根据平行四边形定则知，钢绳的拉力F，由于，则钢绳对A座椅的拉力小于钢绳对B座椅的拉力，选项B正确；A、B的角速度相等，A转动的半径小于B转动的半径，则A座椅的线速度小于B座椅的线速度，选项C错误。答案B8(2018浙江东北四校联考)某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器，滚筒内表

18、面粗糙，内直径为D。工作时滚筒绕固定在水平中心轴转动。为使栗子受热均匀，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则()A滚筒的角速度应满足C栗子脱离滚筒的位置与其质量有关D若栗子到达最高点时脱离滚筒，栗子将自由下落解析栗子在最高点恰好不脱离时有mg，解得，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则，选项A正确，B错误；栗子脱离滚筒的位置与其质量无关，选项C错误；若栗子到达最高点时脱离滚筒，由于栗子的速度不为零，栗子的运动不是自由落体运动，选项D错误。答案A9如图7甲和乙分别是两种不同规格的洗衣机图片，二者的脱水桶内筒壁上有很多光滑的突起和小孔。洗衣机脱水时，衣物(可理想化为质点)紧贴着滚筒壁分别在竖直或水平面内做匀速圆周运动，如图丙、丁所示。图丙中，A、C分别为最高和最低位置，B、D与脱水筒圆心等高。将同一衣物分别放入两桶中脱水，在脱水过程中某一极短时间内，不考虑脱水引起