人教考向08 圆周运动-备战2023年高考物理一轮复习考点微专题（全国通用）（解析版）.docx

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考向08 圆周运动
【重点知识点目录】
描述圆周运动的物理量
水平面内的匀速圆周运动
竖直面内的匀速圆周运动
轻“杆”模型和“双绳”模型
圆周运动中的临界问题
1．（2022•上海）运动员滑雪时运动轨迹如图所示，已知该运动员滑行的速率保持不变，角速度为ω，向心加速度为a。则（　　）
A．ω变小，a变小 B．ω变小，a变大
C．ω变大，a变小 D．ω变大，a变大
【答案】D。
【解析】解：根据线速度的公式v＝ωr可知，当速率不变，半径减小时，角速度增大，而a＝ωv也会随之增大，故D正确，ABC错误；
2．（2022•浙江）下列说法正确的是（　　）
A．链球做匀速圆周运动过程中加速度不变
B．足球下落过程中惯性不随速度增大而增大
C．乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变
D．篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关
【答案】B。
【解析】解：A、做匀速圆周运动的链球加速度时刻指向圆心，方向时刻改变，故A错误；
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B、惯性只与质量有关，不随速度增大而增大，故B正确；
C、乒乓球被击打过程中乒乓球的形变是变化的，其受到的作用力大小改变，故C错误；
D、篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向相反，故D错误。
3．（2022•山东）无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点，与半径为4m的半圆弧CD相切于C点，小车以最大速度从A点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过BC和CD。为保证安全，小车速率最大为4m/s，在ABC段的加速度最大为2m/s2，CD段的加速度最大为1m/s2。小车视为质点，小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离l为（　　）
A．，l＝8m
B．，l＝5m
C．，l＝5.5m
D．，l＝5.5m
【答案】B。
【解析】解：小车在圆周轨道中有：a＝，代入数据解得：vBC＝m/s，vCD＝2m/s，小车保持速率不变依次经过BC和CD，所以为保证安全，小车的速度为v＝2m/s，从A到B，根据运动学规律有：﹣v2＝2ax，将a＝2m/s2代入解得：x＝3m，则小车在AB段做匀速直线运动运动的最长距离l＝8m﹣x＝8m﹣3m＝5m，小车在AB段减速所用时间为t1＝，匀速所用时间t2＝，在圆周轨道运动时间为：t3＝，则小车从A到D所需最短时间t＝t1+t2+t3，联立代入数据解得：，故ACD错误，B正确；
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解决圆周运动问题步骤
①审清题意，确定研究对象；
②分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；
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根据牛顿运动定律及向心力公式列方程。
2. 圆周运动中的临界问题
对于圆周运动中的临界问题,分析时应首先考虑达到临界条件时物体所处的状态,然后分析该状态下物体的受力特点,结合圆周运动知识,列出相应的动力学方程。对有关范围类的临界问题,应注意分析两个极端状态,以确定变化范围。
通常包含：
①水平面内圆周运动的临界问题
②竖直平面内圆周运动的临界问题
③圆锥摆模型的临界问题
1.描述圆周运动的物理量
描述圆周运动的基本参量有：半径、线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度等。
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物理量之间的关系为
圆周运动中的运动学分析
（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。
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（2）对a=v2/r=ω2r=ωv的理解
在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比。
3．圆周运动中的运动学规律总结
在分析传动装置中的各物理量时，要抓住不等量和相等量的关系，具体有：
（1）同一转轴的轮上各点角速度ω相同，而线速度v=ωr与半径r成正比。
（2）当皮带（或链条、齿轮）不打滑时，传动皮带上各点以及用皮带连接的两轮边沿上的各点线速度大小相等，而角速度ω=v/r与半径r成反比。
（3）齿轮传动时，两轮的齿数与半径成正比，角速度与齿数成反比。
4．圆周运动中的动力学问题分析
（1）向心力的确定
①确定圆周运动的轨道所在的平面及圆心的位置。
②分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，该力就是向心力。
（2）向心力的来源
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