第15讲 圆周运动(讲义)（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

这是一份第15讲 圆周运动(讲义)（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考），共21页。试卷主要包含了知识导图，思维引航等内容，欢迎下载使用。

01、考情透视，目标导航TOC \ "1-3" \h \u
02、知识导图，思维引航
\l "_Tc25840" 03、考点突破，考法探究 PAGEREF _Tc25840 \h 3
\l "_Tc26147" 考点一 圆周运动的运动学问题 PAGEREF _Tc26147 \h 3
\l "_Tc9322" 知识点1、描述圆周运动的物理量及关系 PAGEREF _Tc9322 \h 3
\l "_Tc13218" 知识点2、匀速圆周运动 PAGEREF _Tc13218 \h 4
\l "_Tc14524" 知识点3、离心运动和近心运动 PAGEREF _Tc14524 \h 4
\l "_Tc7769" 考向1.圆周运动物理量的分析与计算 PAGEREF _Tc7769 \h 5
\l "_Tc10033" 考向2.圆周运动中的传动问题 PAGEREF _Tc10033 \h 6
\l "_Tc22097" 考点二 圆周运动的动力学问题 PAGEREF _Tc22097 \h 7
\l "_Tc18414" 知识点1、匀速圆周运动的实例分析 PAGEREF _Tc18414 \h 7
\l "_Tc8783" 知识点2、变速圆周运动的向心力 PAGEREF _Tc8783 \h 8
考场动向
\l "_Tc26978" 考向1、车辆转弯问题 PAGEREF _Tc26978 \h 8
\l "_Tc31223" 考向2 圆锥摆问题 PAGEREF _Tc31223 \h 9
\l "_Tc9659" 考向3、圆周运动的动力学问题 PAGEREF _Tc9659 \h 11
\l "_Tc22620" 考点三 水平面内圆周运动的临界问题 PAGEREF _Tc22620 \h 12
\l "_Tc29535" 知识点1、与摩擦力有关的临界极值问题 PAGEREF _Tc29535 \h 12
\l "_Tc19344" 知识点2、与弹力有关的临界极值问题 PAGEREF _Tc19344 \h 12
考场动向 \l "_Tc16770" PAGEREF _Tc16770 \h 13
\l "_Tc13708" 考向1圆盘模型中的临界问题 PAGEREF _Tc13708 \h 13
\l "_Tc9088" 考向2 多线圆锥摆的临界问题 PAGEREF _Tc9088 \h 13
\l "_Tc26320" 考点四 竖直面内圆周运动的临界问题 PAGEREF _Tc26320 \h 14
\l "_Tc30929" 知识点1、竖直面内圆周运动的两类模型 PAGEREF _Tc30929 \h 14
\l "_Tc32103" 知识点2、解题技巧 PAGEREF _Tc32103 \h 15
\l "_Tc10184" 考场动向 PAGEREF _Tc10184 \h 15
\l "_Tc2151" 考向1、轻绳模型 PAGEREF _Tc2151 \h 15
\l "_Tc28338" 考向2、轻杆模型 PAGEREF _Tc28338 \h 17
\l "_Tc27917" 考点五 斜面上圆周运动的临界问题 PAGEREF _Tc27917 \h 18
考场动向
\l "_Tc16695" 考向1、静摩擦力控制下的斜面圆周运动 PAGEREF _Tc16695 \h 18
\l "_Tc28215" 考向2、轻杆控制下的斜面圆周运动 PAGEREF _Tc28215 \h 18
04、真题练习，命题洞见 \l "_Tc25906" PAGEREF _Tc25906 \h 20
考点一 圆周运动的运动学问题
知识点1、描述圆周运动的物理量及关系
知识点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_________，所做的运动叫作匀速圆周运动。
(2)特点：加速度大小_________，方向始终指向_________，是变加速运动。
(3)条件：合外力大小_________，方向始终与_________方向垂直且指向圆心。
(4)知匀速圆周运动的向心力
知识点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______________的运动。
(2)受力特点(如图)
①当F＝0时，物体沿_________方向飞出，做匀速直线运动。
②当0③当F>mrω2时，物体逐渐_________，做_________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_________做匀速圆周运动需要的向心力。
考向1.圆周运动物理量的分析与计算
1.在我国东北地区严寒的冬天，人们经常玩一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯开水沿弧线均匀快速地泼向空中，图甲所示是某人玩“泼水成冰”游戏的瞬间，可抽象为如图乙所示的模型，泼水过程中杯子的运动可看成匀速圆周运动，人的手臂伸直，在0.5 s内带动杯子转动了210°，人的臂长约为0.6 m，则泼水过程中( )
A.杯子沿顺时针方向运动
B.P位置飞出的小水珠初速度沿1方向
C.杯子运动的角速度大小为eq \f(7π,3) rad/s
D.杯子运动的线速度大小约为eq \f(7π,10) m/s
【题后反思】
(1)对公式v＝ωr的理解
当r一定时，v与ω成正比。
当ω一定时，v与r成正比。
当v一定时，ω与r成反比。
(2)对an＝eq \f(v2,r)＝ω2r的理解
在v一定时，an与r成反比；在ω一定时，an与r成正比。
考向2.圆周运动中的传动问题
2.如图是一种新概念自行车，它没有链条，共有三个转轮，A、B、C转轮半径依次减小。轮C与轮A啮合在一起，骑行者踩踏板使轮C动，轮C驱动轮A转动，从而使得整个自行车沿路面前行，轮胎不打滑。下列说法正确的是( )
A.转轮A、C转动方向相同，转轮A、B转动方向不相同
B.转轮A、B、C角速度之间的关系是ωA<ωB<ωC
C.转轮A、B、C边缘线速度之间的关系是vA＝vB>vC
D.转轮A、B、C边缘向心加速度之间的关系是aA>aB>aC
【题后反思】三种传动装置
同轴转动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B两点在同轴的一个圆盘上
两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点
两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点
特点
角速度、周期相同
线速度大小相等
线速度大小相等
转向
相同
相同
相反
规律
线速度与半径成正比：eq \f(vA,vB)＝eq \f(r,R)
向心加速度与半径成正比：eq \f(aA,aB)＝eq \f(r,R)
角速度与半径成反比：eq \f(ωA,ωB)＝eq \f(r,R)
向心加速度与半径成反比：eq \f(aA,aB)＝eq \f(r,R)
角速度与半径成反比：eq \f(ωA,ωB)＝eq \f(r2,r1)
向心加速度与半径成反比：eq \f(aA,aB)＝eq \f(r2,r1)

考点二 圆周运动的动力学问题
知识点1、匀速圆周运动的实例分析
知识点2、变速圆周运动的向心力
如图所示，当小球在竖直面内摆动时，半径方向的合力提供向心力，即
FT－mgcs θ＝meq \f(v2,R)。
考向1、车辆转弯问题
1．(多选)某次旅游中，游客乘坐列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道过程中，游客发现车厢顶部悬挂玩具小熊的细线稳定后与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面(与车厢底板平行)上水杯内的水面，已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是( )
A．列车转弯过程中的向心加速度为gtan θ，方向与水平面的夹角为θ
B．列车的轮缘与轨道无侧向挤压作用
C．水杯与桌面间无摩擦
D．水杯内水面与桌面不平行
2.如图所示是为我国的福建号航母配置的歼－35战机，具有优异的战斗性能，其过载能力可以达到9。过载是指作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力之比。例如，歼－35战机以大小为2g的加速度竖直向上加速运动时，其过载就是3。若歼－35战机在一次做俯冲转弯训练时，在最低点时速度大小为200 m/s，过载为5，重力加速度g＝10 m/s2，将飞机的运动轨迹看成圆弧，则飞机的转弯半径约为( )
A．800 m B．1 000 m C．1 200 m D．1 400 m
考向2 圆锥摆问题
3．(2024·张家口高三检测)如图所示，足够大且光滑的桌面上有个光滑的小孔O，一根轻绳穿过小孔，两端各系着质量分别为m1和m2的两个物体，它们分别以O、O′点为圆心以相同角速度ω做匀速圆周运动，半径分别是r1、r2，m1和m2到O点的绳长分别为l1和l2，下列说法正确的是( )
A．m1和m2做圆周运动所需要的向心力大小相同
B．剪断细绳，m1做匀速直线运动，m2做自由落体运动
C．m1和m2做圆周运动的半径之比为eq \f(m1,m2)
D．m1和m2做圆周运动的绳长之比为eq \f(m2,m1)
4.(多选)(2024·辽宁大连联考)四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动(连接B球的绳较长)；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同(连接D球的绳较长)，则下列说法正确的是( )
A.小球A、B角速度相等
B.小球A、B线速度大小相同
C.小球C、D向心加速度大小相同
D.小球D受到绳的拉力大于小球C受到绳的拉力
【题后反思】圆锥摆和圆锥筒的分析思路
圆锥摆
(1)向心力Fn＝mgtan θ＝meq \f(v2,r)＝mω2r，且r＝Lsin θ，解得v＝eq \r(gLtan θsin θ)，ω＝eq \r(\f(g,Lcs θ))。
(2)稳定状态下，θ越大，角速度ω和线速度v就越大，小球受到的拉力F＝eq \f(mg,cs θ)和运动所需向心力也越大
圆锥筒
(1)筒内壁光滑，向心力由重力mg和支持力FN的合力提供，即eq \f(mg,tan θ)＝meq \f(v2,r)＝mω2r，解得v＝eq \r(\f(gr,tan θ))，ω＝eq \r(\f(g,rtan θ))。
(2)稳定状态下小球所处的位置越高，半径r越大，角速度ω越小，线速度v越大，支持力FN＝eq \f(mg,sin θ)和向心力Fn＝eq \f(mg,tan θ)并不随位置的变化而变化
考向3、圆周运动的动力学问题
5.(多选)如图所示，矩形框MNQP竖直放置，其中MP、PQ足够长，且MP杆粗糙、MN杆光滑，轻弹簧一端连接一个穿过MN杆、质量为m的小球a，另一端连接另一个穿过MP杆、质量也为m的小球b。已知框绕MN轴分别以角速度ω和ω′匀速转动时，小球b在MP杆的位置不变，且ω′>ω，则与以ω匀速转动时相比，以ω′匀速转动时( )
A.小球a的高度更低
B.弹簧弹力的大小相等
C.小球b所受杆的摩擦力更大
D.小球b所受合外力更大
【题后反思】方法总结 圆周运动的动力学问题的分析思路
考点三 水平面内圆周运动的临界问题
知识点1、与摩擦力有关的临界极值问题
物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力。
(1)如果只是摩擦力提供向心力，则最大静摩擦力Ffm＝eq \f(mv2,r)，静摩擦力的方向一定指向圆心。
(2)如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连接物体随水平面转动，其中一个物体存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心。
知识点2、与弹力有关的临界极值问题
(1)两个接触物体分离的临界条件是物体间的弹力恰好为零。
(2)绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直且无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力。
考向1圆盘模型中的临界问题
1.(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )
A．b一定比a先开始滑动
B．a、b所受的摩擦力始终相等
C．ω＝eq \r(\f(kg,2l))是b开始滑动的临界角速度
D．当ω＝eq \r(\f(2kg,3l))时，a所受摩擦力的大小为kmg
考向2 多线圆锥摆的临界问题
2.(多选)质量为m的小球(视为质点)由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，当轻杆绕轴以角速度ω匀速转动时，a绳与水平方向成θ角，b绳在水平方向上且长为l。重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．a绳的弹力随角速度的增大而增大
B．当角速度ω>eq \r(\f(g,ltan θ))时，b绳中产生弹力
C．当b绳中产生弹力后，角速度再增大时a绳的弹力不变
D．当b绳突然被剪断时，a绳的弹力一定发生变化
【题后反思】物体做圆周运动时，若物体的速度、角速度发生变化，会引起某些力(如拉力、支持力、摩擦力)发生变化，进而出现某些物理量或运动状态的突变，即出现临界状态，分析圆周运动临界问题的方法是让角速度或线速度从小逐渐增大，分析各物理量的变化，找出临界状态。
考点四 竖直面内圆周运动的临界问题
知识点1、竖直面内圆周运动的两类模型
知识点2、解题技巧
(1)物体通过圆周运动最低点、最高点时，利用合力提供向心力列牛顿第二定律方程；
(2)物体从某一位置到另一位置的过程中，用动能定理找出两位置间的速度关系；
(3)注意：求对轨道的压力时，转换研究对象，先求物体所受支持力，再根据牛顿第三定律求出压力。
考向1、轻绳模型
1. 如图所示，一质量为m＝0.5 kg的小球(可视为质点)，用长为0.4 m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动，g＝10 m/s2，下列说法不正确的是( )
A.小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为2 m/s
B.当小球在最高点的速度为4 m/s时，轻绳拉力为15 N
C.若轻绳能承受的最大张力为45 N，小球的最大速度不能超过4eq \r(2) m/s
D.若轻绳能承受的最大张力为45 N，小球的最大速度不能超过4 m/s
2.如图所示，竖直固定的光滑圆轨道内有一质量为m的小球在做完整的圆周运动。已知轨道半径为R，a为最高点，b为最低点，c和d为与圆心O等高的点，e和f为关于圆心O的对称点，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.小球在a点的速度必须大于eq \r(gR)
B.小球在c点和d点时与轨道之间没有弹力
C.小球在e点所受合力和在f点所受合力等大反向
D.若小球运动到a点时，速度为eq \r(3gR)，则小球对轨道的压力大小为2mg
【题后反思】(1)最高点，若v≥eq \r(gR)，F弹＋mg＝meq \f(v2,R)， 绳或轨道对球产生弹力F弹。
(2)若v考向2、轻杆模型
3.如图所示，有一根长L＝4 m的轻杆两端各固定一个质量均为m＝1 kg的小球，O点为一穿过轻杆的转轴，且位于轻杆的中点。在外界作用力的影响下转轴带动轻杆与小球做ω＝4 rad/s的竖直平面上的匀速圆周运动。某一时刻轻杆沿竖直方向，且A球在上方。
(1)求该时刻B球线速度大小和向心加速度；
(2)求该时刻A球对轻杆的作用力；
(3)若A球质量可改变，要使该时刻转轴不受轻杆的作用力，A球质量应为多少？
【题后反思】在最高点，杆(或管道)的弹力与速度的关系
(1)当v＝0时，F弹＝mg，F弹背离圆心。
(2)当0(3)当v＝eq \r(gR)时，F弹＝0。
(4)当v>eq \r(gR)时，mg＋F弹＝meq \f(v2,R)，F弹指向圆心并随v的增大而增大。
考点五 斜面上圆周运动的临界问题
在斜面上做圆周运动的物体，因所受的控制因素不同，常见类型有：摩擦力控制、杆控制、绳控制。与竖直面内的圆周运动类似，斜面上的圆周运动通常也是分析物体在最高点和最低点的受力情况，只是在受力分析时，一般需要进行立体图到平面图的转化，这是解斜面上圆周运动问题的难点。
考向1、静摩擦力控制下的斜面圆周运动
1.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为eq \f(\r(3),2)(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2。则ω的最大值是( )
A．eq \r(5) rad/s B．eq \r(3) rad/s
C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s
考向2、轻杆控制下的斜面圆周运动
2.如图所示，长为l的轻杆两端各固定一个质量均为m的小球a、b，系统置于倾角为θ的光滑斜面上，且杆可绕位于中点的转轴平行于斜面转动，当小球a位于最低点时给系统一初始角速度ω0，不计一切阻力，则( )
A．在轻杆转过180°的过程中，角速度逐渐减小
B．只有ω0大于某临界值，系统才能做完整的圆周运动
C．轻杆受到转轴的力的大小始终为2mgsin θ
D．轻杆受到转轴的力的方向始终在变化
考向3、轻绳控制下的斜面圆周运动
3.如图所示，一倾角为θ＝30°的斜劈静置于粗糙水平面上，斜劈上表面光滑，一轻绳的一端固定在斜面上的O点，另一端系一小球。在图示位置垂直于绳给小球一初速度，使小球恰好能在斜面上做圆周运动。已知O点到小球球心的距离为l，重力加速度为g，整个过程中斜劈静止，下列说法正确的是( )
A．小球在顶端时，速度大小为eq \r(gl)
B．小球在底端时，速度大小为 eq \r(\f(5gl,2))
C．小球运动过程中，地面对斜劈的摩擦力大小不变
D．小球运动过程中，地面对斜劈的支持力等于小球和斜劈的重力之和
1．（2024·辽宁·高考真题）“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
2．（2024·江苏·高考真题）陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。如图所示是生产陶磁的简化工作台，当陶磁匀速转动时，台面面上掉有陶屑，陶屑与桌面间的动摩因数处处相同（台面够大），则（ ）
A．离轴OO´越远的陶屑质量越大
B． 离轴OO´越近的陶屑质量越小
C． 只有平台边缘有陶屑
D．离轴最远的陶屑距离不会超过某一值
3．（多选）（2024·甘肃·高考真题）电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．小车的动能不变B．小车的动量守恒
C．小车的加速度不变D．小车所受的合外力一定指向圆心
4.（2023·湖南·高考真题）如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点，AB段与水平面夹角为θ，BC段圆心为O，最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是（ ）

A．小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大
B．小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变
C．小球的初速度
D．若小球初速度v0增大，小球有可能从B点脱离轨道
5．（2023·北京·高考真题）在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是（ ）

A．圆周运动轨道可处于任意平面内
B．小球的质量为
C．若误将圈记作n圈，则所得质量偏大
D．若测R时未计入小球半径，则所得质量偏小
6．（2023·全国·高考真题）一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则n等于（ ）
A．1B．2C．3D．4
7．（2022·北京·高考真题）我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验（ ）
A．小球的速度大小均发生变化B．小球的向心加速度大小均发生变化
C．细绳的拉力对小球均不做功D．细绳的拉力大小均发生变化
8．（2022·全国·高考真题）北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（ ）
A．B．C．D．
9．（2024·江西·高考真题）雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图（a）、（b）所示，传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点）。转椅运动稳定后，其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）在图（a）中，若圆盘在水平雪地上以角速度匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为的匀速圆周运动。求与之间夹角的正切值。
（2）将圆盘升高，如图（b）所示。圆盘匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径为的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为，绳子在水平雪地上的投影与的夹角为。求此时圆盘的角速度。
10．（2023·福建·高考真题）一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度，杆与竖直转轴的夹角a始终为，弹簧原长，弹簧劲度系数，圆环质量；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不计
（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O点的距离；
（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
（3）求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小。
11．（2023·江苏·高考真题）“转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当角速度为时，碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小和受到的静摩擦力大小f。

12．（2022·福建·高考真题）清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中，
（1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前用时。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加速度大小；
（2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动，速度大小为。已知武大靖的质量为，求此次过弯时所需的向心力大小；
（3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，如图所示。求武大靖在（2）问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。（不计空气阻力，重力加速度大小取，、、、）
13．（2022·辽宁·高考真题）2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度时，滑过的距离，求加速度的大小；
（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为，滑行速率分别为，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
考情分析
2024·辽宁·高考物理试题
2024·江苏·高考物理试题
2024·甘肃·高考物理试题
2024·湖北·高考物理试题
2024·江西·高考物理试题
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2023·全国·高考物理试题
2023·北京·高考物理试题
复习目标
目标1.掌握描述圆周运动的各物理量及关系。
目标2.会分析匀速圆周运动的周期性及多解问题。
目标3.会分析圆周运动向心力的来源，并利用圆周运动的相关知识解决生活中的圆周运动。
定义、意义
公式、单位
线速度
(v)
1.描述圆周运动的物体运动____的物理量
2.是矢量，方向和半径_____，和圆周________
1.v＝____(定义式)＝_____(与周期的关系)
2.单位：m/s
角速度
(ω)
1.描述物体绕_____转动快慢的物理量
2.是矢量，但不研究其方向
1.ω＝______(定义式)＝______(与周期的关系)
2.单位：rad/s
3.ω与v的关系：v＝ωr
周期(T)
转速(n)
频率(f)
1.周期是做匀速圆周运动的物体沿圆周运动一周所用的时间，周期的倒数为频率
2.转速是单位时间内物体转过的_____
1.T＝_____＝eq \f(1,f)(与频率的关系)
2.T的单位：s
n的单位：r/s、r/min
f的单位：Hz
向心
加速度
(an)
1.描述线速度______变化快慢的物理量
2.方向指向________
1.an＝eq \f(v2,r)＝______＝eq \f(4π2,T2)r＝ωv
2.单位：m/s2
大小
Fn＝meq \f(v2,r)＝_________＝meq \f(4π2r,T2)＝mωv＝m·4π2f2r
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_________
来源
向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的_________提供，还可以由一个力的分力提供
运动
模型
向心力的
来源图示
运动
模型
向心力的
来源图示
飞机水
平转弯
火车
转弯
圆锥摆
飞车
走壁
汽车在
水平路
面转弯
水平
转台
(光滑)
轻绳模型
轻杆模型
常见类型
小球最高点没有支撑
小球最高点有支撑
最高点受力特征
除重力外，物体受到的弹力方向：向下或等于零
除重力外，物体受到的弹力方向：向下、等于零或向上
最高点受力示意图
动力学方程
mg＋F弹＝meq \f(v2,R)
mg±F弹＝meq \f(v2,R)
临界特征
F弹＝0
mg＝meq \f(vmin2,R)
即vmin＝eq \r(gR)
①恰好过最高点，v＝0，F弹＝mg
②恰好无弹力，F弹＝0，v＝eq \r(gR)
过最高点的条件
在最高点的速度v≥eq \r(gR)
v≥0