2025届高考物理暑假一轮专题突破讲义——专题05 圆周运动（教师版）.docxVIP

专题05圆周运动

常考考点

真题举例

判断哪些力提供向心力以及向心力的计算

2024·广东·高考真题

匀速圆周运动

2024·甘肃·高考真题

通过牛顿第二定律求解向心力

2024·江西·高考真题

传动问题

2024·辽宁·高考真题

①掌握圆周运动的分析方法，各物理量之间的关系；

②学会分析圆周运动向心力的来源，掌握临界问题分析；

③学会三种不同平面内圆周运动的分析；

④能解释生活中与圆周运动有关的问题，会应用所学知识解决实际问题。。

TOC\o1-2\h\u核心考点01圆周运动

一、圆周运动 3

二、向心力 3

三、向心加速度 4

四、匀速圆周运动 5

五、变速圆周运动 5

六、不同的传动模式 6

七、解题思路 7

核心考点02三种平面内的圆周运动问题的分析 8

一、水平平面内的圆周运动 8

二、竖直平面内的圆周运动 9

三、斜面平面上的圆周运动 12

核心考点03生活中的圆周运动 13

一、火车转弯问题 13

二、汽车过拱形桥 14

三、航天器失重现象 14

四、离心运动和近心运动 15

核心考点01圆周运动

一、圆周运动

1、描述圆周运动的物理量

物理量

定义/物理意义

表达式

线速度

质点通过的弧长s与所用时间t的比值。

描述物体圆周运动快慢。

v＝eq\f(Δs,Δt)＝eq\f(2πr,T)

角速度

质点通过的角度θ与所用时间t的比值。

描述物体转动快慢。

ω＝eq\f(Δθ,Δt)＝eq\f(2π,T)

周期

物体沿圆周运动一周所用的时间。

描述物体转动快慢

T＝eq\f(2πr,v)

频率

单位时间内完成周期性变化的次数。

描述物体转动快慢

f=1/T

转速

做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数。

描述物体做圆周运动的快慢。

n=f=1/T

【注意】圆周运动物理量之间的关系如下

二、向心力

1、作用效果

产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小。

【注意】向心力的作用效果是改变速度方向，不改变速度大小。向心力不是作为具有某种性质的力来

命名的，而是根据力的作用效果命名的，它可以由某个力或几个力的合力提供。

2、大小

F＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r＝mωv＝4π2mf2r。

3、方向

方向时刻与运动（v）方向垂直，始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力。

【注意】不是质点做圆周运动才产生向心力，而是由于向心力的存在，才使质点不断改变其速度

方向而做圆周运动。

4、来源：

向心力是按力的作用效果命名的，不是某种性质的力，既可能是重力、弹力、摩擦力，也可能是电场力、磁场力或其他性质的力。也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。如果物体作匀速圆周运动，则所受合力一定全部用来提供向心力。

【注意】几种常见的圆周运动向心力的来源如下：

实例分析

图例

向心力来源

在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未发生滑动

弹力提供向心力

用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动

绳的拉力(弹力)提供向心力

物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止

静摩擦力提供向心力

用细绳拴住小球在竖直平面内做匀速圆周运动，当小球经过最低点时

拉力和重力的合力提供向心力

小球在细绳作用下，在水平面内做匀速圆周运动时

绳的拉力的水平分力(或拉力与重力的合力)提供向心力

三、向心加速度

1、定义

由于匀速圆周运动的速度方向时刻改变，因此做匀速圆周运动的质点一定具有加速度。这种加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，方向始终指向圆心，因此叫做向心加速度。

2、物理意义

描述速度方向变化的快慢（向心加速度只改变速度方向，不改变速度大小）。

3、大小

。

4、方向

总是沿半径指向圆心，始终与线速度方向垂直，时刻变化，是变量。

5、适用范围

向心加速度公式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于非匀速圆周运动，v即为那一位置的线速度，且无论

物体做的是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，其向心加速度的方向都指向圆心。

6、向心加速度与半径的关系

角速度一定时，向心加速度与半径成正比，如下图所示：

线速度一定时，向心加速度与半径成反比，如下图所示：

四、匀速圆周运动

1、定义

做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。

2、性质

一种变加速的变速运动。

【注意】在匀速圆周运动中，线速度的大小（速率）不变、方向时刻改变，不是恒矢量，所以匀速圆周运动是一种变速运动。向心加速度大小不变、方向始终指向圆心，时刻改变，是变加速（非匀变速）曲线运动（加速度是变化的）。角速度、周期、转速都恒定不变。向心力大小恒