新高考物理一轮复习分层提升练习专题24 圆周运动基本物理量、水平面内的圆周运动、离心现象（原卷版）.doc

专题24圆周运动基本物理量、水平面内的圆周运动、离心现象

导练目标

导练内容

目标1

圆周运动基本物理量

目标2

水平面内的圆周运动（圆锥摆、圆筒、转弯模型和圆盘临界模型）

目标3

离心现象

【知识导学与典例导练】

圆周运动基本物理量

1．匀速圆周运动各物理量间的关系

2．三种传动方式及特点

(1)皮带传动（甲乙）：皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等。

(2)齿轮传动（丙）：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。

(3)同轴传动（丁）：两轮固定在同一转轴上转动时，两轮转动的角速度大小相等。

3.向心力：

（1）来源：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，在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。

（2）公式：Fn＝man＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝mr·eq\f(4π2,T2)＝mr·4π2f2＝mωv。

【例1】如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（）

A．线速度大小之比为3∶2∶2

B．角速度之比为3∶3∶2

C．转速之比为2∶3∶2

D．向心加速度大小之比为9∶6∶4

【例2】如图所示，某人坐在摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。人的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，当座舱运动到与圆心等高处时，则座舱对人的作用力（）

A．方向水平指向圆心，大小为mω2R

B．方向竖直向上，大小为mg

C．方向倾斜指向圆心的上方，大小为SKIPIF10

D．方向倾斜指向圆心的下方，大小为SKIPIF10

水平面内的圆周运动（圆锥摆、圆筒、转弯模型和圆盘临界模型）

1．圆周运动动力学分析过程：

2.基础运动模型

运动模型

圆锥摆模型

mg

mg

θ

l

T

圆锥筒、圆碗

和圆筒模型

mg

mg

θ(

l

FN

mg

mg

θ

R

FN

转弯模型

【例3】智能呼啦圈轻便类观，深受大众喜爱。如图甲所示，腰带外侧带有轨道，将滑轮置于轨道内，滑轮通过一根不可伸长的绳子与配重连接，其简化模型如图乙所示。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，配重将在滑轮的带动下一起在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为SKIPIF10，运动过程中腰带可看作不动，下列说法正确的是（）

A．若以更大的转速匀速转动，则绳子上的拉力将增大

B．若以更大的转速匀速转动，则身体对腰带的摩擦力将增大

C．增大转速的过程中，绳子对配重的拉力不会对配重做功

D．若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向的夹角将减小

【例4】如图甲所示，途中火车要进入某半径为SKIPIF10的弯道，火车在轨道上的的截面图如图乙所示。已知两轨间宽度为SKIPIF10，弯道内外轨高度差是SKIPIF10，重力加速度为SKIPIF10。若火车转弯时轮缘与铁轨间恰好无作用，则此时火车的速度为（）

A．SKIPIF10 B．SKIPIF10 C．SKIPIF10 D．SKIPIF10

3.水平面内的圆盘临界模型

①口诀：“谁远谁先飞”；

②a或b发生相对圆盘滑动的各自临界角速度：

SKIPIF10；SKIPIF10

①口诀：“谁远谁先飞”；

②轻绳出现拉力，先达到B的临界角速度：SKIPIF10；

③AB一起相对圆盘滑动时，临界条件：

隔离A：T=μmAg；隔离B：T+μmBg=mBω22rB

整体：μmAg+μmBg=mBω22rB

AB相对圆盘滑动的临界条件：SKIPIF10

①口诀：“谁远谁先飞”；

②轻绳出现拉力，先达到B的临界角速度：SKIPIF10；

③同侧背离圆心，fAmax和fBmax指向圆心，一起相对圆盘滑动时，

临界条件：

隔离A：μmAg-T=mAω22rA；隔离B：T+μmBg=mBω22rB

整体：μmAg+μmBg=mAω22rA+mBω22rB

AB相对圆盘滑动的临界条SKIPIF10

①口诀：“谁远谁先飞”（rBrA）；

②轻绳