1.高一下学期物理期末专题复习讲义--圆周运动 - 原卷版

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高一下学期物理期末专题复习讲义（一）--圆周运动

【课标要求】

2.2.3 会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动。知道匀速圆周运动向心加速度的

大小和方向。通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关

系。能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。了解生产生活中的离心现象及其产生

的原因。

实验 7. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

【基础回顾】

【基础测试】

判断下列说法的正误。

(1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动。(　　)

(2)物体做匀速圆周运动时,其合外力是不变的。(　　)

(3)匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。(　　)

(4)匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因。(　　)

(5)做匀速圆周运动的物体,当合外力突然减小时,物体将沿切线方向飞出。(　　)

(6)摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动,这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用的

缘故。(　　)

【典例突破】

问题 1：圆周运动的运动学问题

在分析传动装置的各物理量时．要抓住不等量和相等量的关系．同轴的各点角速度 ω

和n相等，而线速度 v＝ωr 与半径 r成正比．在不考虑皮带打

滑的情况下．传动皮带与皮带连接的两轮边缘的各点线速度大

小相等，而角速度 ω＝v/r 与半径 r成反比．

【例 1】如图所示，皮带传动装置转动后，皮带不打滑，则皮

带轮上 A、B、C三点的情况是（）

A．vA=vB，vB＞vC； B．ωA=ωB，vB = vC

C．vA＝vB，ωB＞ωc ； D．ωA＞ωB，vB ＝vC

【练 1】如图所示，直径为 d的纸质圆筒，以角速度 ω绕轴 O高速运动，有一颗子弹沿直

径穿过圆筒，若子弹穿过圆筒时间小于半个周期，在筒上先、后留下

a、b两个弹孔，已知 ao、bo间夹角为 φ弧度，则子弹速度为

问题 2：圆周运动的动力学问题

（1）物体做匀速圆周运动时，向心力才是物体受到的合外力.物体做非匀速圆周运动时，

向心力是合外力沿半径方向的分力

（2）分析向心力来源的步骤是:首先确定研究对象运动的轨道平面和圆

心的位置，然后分析圆周运动物体所受的力 ,作出受力图,最后找出这些

力指向圆心方向的合外力就是向心力．例如，沿半球形碗的光滑内表面，

一小球在水平面上做匀速圆周运动，如图小球做圆周运动的圆心在与小

球同一水平面上的 O/点，不在球心 O，也不在弹力 N所指的 PO 线上．

(3)当物体所受的合外力小于所需要提供的向心力时，即 F向＜时，物体做离心运动；

当物体所受的合外力大于所需要的向心力，即 F向＞时，物体做向心运动。

【例 2】如图所示，质量为的小物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端固定在转轴上。轻

绳长度为。现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度做匀速圆周

运动，求：

（1）物体运动一周所用的时间；

（2）绳子对物体的拉力。

【练 2】如图所示,带有竖直侧壁的圆盘绕过中心的竖直轴转动，转速可调，侧壁到转轴的

距离为 R，有一质量为 m(可视为质点)的物块,它与圆盘和侧壁间的摩擦因数均为 μ,现将物

块放置在距转盘转轴处(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g)

(1)若物块恰好相对圆盘未滑动,求此时圆盘转动的角速度。

(2)调节圆盘的转速，物块贴在侧壁上，物块恰好不下滑,求圆盘的转速。

问题 3：圆周运动中实例分析

【例 3】在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐

弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看作是做半径为 R的圆周运动．

设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为 d，路面的宽度为 L.已知重力加速度为 g.要使车

轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于(　　)

A. B.

C. D.

【练 3】如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于

水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球 A

和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（

）

A.球A的角速度一定大于球 B的角速度

B.球A的线速度一定大于球 B的线速度

C.球A的运动周期一定小于球 B的运动周期

D.球A对筒壁的压力一定大于球 B对筒壁的压力

【例 4】如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为 m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，

将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为 r的匀速圆周运

动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为

μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，

下述分析正确的是(　　)

A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡

B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心

C．此时手转动塑料管的角速度 ω＝

D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动

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