模型15 水平面内的圆周运动（解析版）-2025版高考物理热点模型精品讲义.pdf

模型15水平面内的圆周运动

1.圆周运动的求解思路

(1)一审题：审题意，确定研究对象（以做圆周运动的物体为研究对象）

(2)二确定：确定圆周运动的轨道平面，确定圆心

(3)三分析：

①分析几何关系，求半径

②分析物体的受力情况，画出受力分析图，确定向心力的来源（关键）

③分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度等相关量，确定向心加速度的表达式

(4)列方程：根据牛顿运动定律合圆周运动知识列方程

2.水平面内圆周运动的动力学分析：

运动模型汽车在水平路面转弯水平转台（光滑）圆锥摆

向心力的来源图示

运动模型飞车走壁火车转弯飞机水平转弯

向心力的来源图示

3.水平面内的圆周运动常见的临界问题：

(1)物体恰好(没有)发生相对滑动，静摩擦力达到最大值．

(2)物体恰好要离开接触面，物体与接触面之间的弹力为0.

(3)绳子恰好断裂，绳子的张力达到最大承受值．

(4)物体所受支持力为0或绳子刚好伸直，绳子的张力恰好为0.

1.水平面内圆周运动的动力学分析

【典型题1】（2024·四川成都·模拟预测）如图，一水平圆盘绕竖直中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，

紧贴在一起的M、N两物体（可视为质点）随圆盘做圆周运动，N恰好不下滑，M恰好不滑动，两物体与

转轴距离为r，已知M与N间的动摩擦因数为µ，M与圆盘面间的动摩擦因数为µ，最大静摩擦力等于滑12

动摩擦力。µ与µ应满足的关系式为（）12



A．1B．11C．1D．121

1212



212

【答案】C

【详解】以MN整体为研究对象，受力分析如图所示

2

由静摩擦力提供向心力可得(mm)g(mm)r

2MNMN

以N为研究对象，受力分析如图所示

2

由M对N的弹力提供向心力，则有Fmr

NN

由平衡条件可得Fmg

1NN

联立解得1

12

故选C。

2.水平面内圆周运动的临界问题

【典型题2】（2024·江苏·模拟预测）如图所示，AB为竖直放置的光滑圆筒，一根长细绳穿过圆筒后一端

m5kgm

连着质量的小球P，另一端和细绳BC（悬点为B）在结点C处共同连着质量为的小球Q，长

1