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1、2022年高考物理 押題突破（重要地位+突破策略+審題方法+總結歸納）專題九 圓周運動教案一、重要地位二、突破策略例1：如圖3-1所示，兩根輕繩同系一個質量m=0.1kg的小球，兩繩的另一端分別固定在軸上的A、B兩處，上面繩AC長L=2m，當兩繩都拉直時，與軸的夾角分別為30和45，求當小球隨軸一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運動角速度為=4rad/s時，上下兩輕繩拉力各為多少？【審題】兩繩張緊時，小球受的力由0逐漸增大時，可能出現(xiàn)兩個臨界值。【總結】當物體做勻速圓周運動時，所受合外力一定指向圓心，在圓周的切線方向上和垂直圓周平面的方向上的合外力必然為零。（2）同軸裝置與皮帶傳動裝置在考查皮帶轉動現(xiàn)象

2、的問題中，要注意以下兩點：a、同一轉動軸上的各點角速度相等；圖3-2b、和同一皮帶接觸的各點線速度大小相等，這兩點往往是我們解決皮帶傳動的基本方法。例2：如圖3-2所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑，則Aa點與b點線速度大小相等Ba點與c點角速度大小相等Ca點與d點向心加速度大小相等Da、b、c、d四點，加速度最小的是b點圖3-3【總結】該題除了同軸角速度相等和同皮帶線速度大小相等的關系外，在皮帶傳動裝置中，從動輪的轉動是靜摩擦

3、力作用的結果從動輪受到的摩擦力帶動輪子轉動，故輪子受到的摩擦力方向沿從動輪的切線與輪的轉動方向相同；主動輪靠摩擦力帶動皮帶，故主動輪所受摩擦力方向沿輪的切線與輪的轉動方向相反。是不是所有 的題目都要是例1這種類型的呢？當然不是，當輪與輪之間不是依靠皮帶相連轉動，而是依靠摩擦力的作用或者是齒輪的嚙合，如圖3-3所示，同樣符合例1的條件。（3）向心力的來源a向心力是根據(jù)力的效果命名的在分析做圓周運動的質點受力情況時，切記在物體的作用力（重力、彈力、摩擦力等）以外不要再添加一個向心力。b對于勻速圓周運動的問題，一般可按如下步驟進行分析：確定做勻速圓周運動的物體作為研究對象。明確運動情況，包括搞清運動

4、速率v，軌跡半徑R及軌跡圓心O的位置等。只有明確了上述幾點后，才能知道運動物體在運動過程中所需的向心力大小( mv2/R )和向心力方向（指向圓心）。分析受力情況，對物體實際受力情況做出正確的分析，畫出受力圖，確定指向圓心的合外力F（即提供向心力）。選用公式F=m=mR2=mR解得結果。【解析】物體A做勻速圓周運動，向心力： 而摩擦力與重力平衡，則有： 即： 來由以上兩式可得： 即碗勻速轉動的角速度為： 【總結】（1）若m在最高點時突然與電機脫離，它將如何運動?（2）當角速度為何值時，鐵塊在最高點與電機恰無作用力?（3）本題也可認為是一電動打夯機的原理示意圖。若電機的質量為M，則多大時，電機可

5、以“跳”起來?此情況下，對地面的最大壓力是多少?解：（1）做初速度沿圓周切線方向，只受重力的平拋運動。（2）電機對鐵塊無作用力時，重力提供鐵塊的向心力，則mgm12r即 1【解析】小球做平拋運動，在豎直方向上：hgt2則運動時間t又因為水平位移為R所以球的速度vR在時間t內(nèi)，盤轉過的角度n2，又因為t則轉盤角速度：2n(n1，2，3)【總結】由于圓周運動每個周期會重復經(jīng)過同一個位置，故具有重復性。在做這類題目時，應該考慮圓周運動的周期性。（5）豎直平面內(nèi)圓周運動的臨界問題圓周運動的臨界問題：圖3-11例7：半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，如圖3-11所示。頂部有一小物體甲，今給它一個水平初

6、速度，則物體甲將（ ）A沿球面下滑至M點B先沿球面下滑至某點N，然后便離開球面作斜下拋運動C按半徑大于R的新的圓弧軌道作圓周運動D立即離開半圓球作平拋運動當v時，外軌受到側向擠壓的力（這時向心力增大，外軌提供一部分力）；當v時，內(nèi)軌受到側向擠壓的力（這時向心力減少，內(nèi)軌抵消一部分力）。還有一些實例和這一模型相同，如自行車轉彎，高速公路上汽車轉彎等等b.汽車過拱橋汽車具有豎直向下的加速度，mg，對橋的壓力小于重力這也是為什么橋一般做成拱形的原因3雜技節(jié)目“水流星”圖3-16表演時，用一根繩子兩端各拴一個盛水的杯子，演員掄起杯子在豎直面內(nèi)做圓周運動，在最高點杯口朝下，但水不會流下，如圖所示，這是為

7、什么？分析：以杯中之水為研究對象進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知：F向m，此時重力G與FN的合力充當了向心力即F向GFN故：GFNm【審題】當v0=時，水恰好不流出，要求水對桶底的壓力和判斷是否能通過最高點，也要和這個速度v比較，vv0時，有壓力；v=v0時，恰好無壓力；vv0時，不能到達最高點?！究偨Y】當速度大于臨界速率時，重力已不足以提供向心力，所缺部分由桶底提供，因此桶底對水產(chǎn)生向下的壓力。例2：汽車質量m為1.5104 kg，以不變的速率先后駛過凹形路面和凸形路面，路面圓弧半徑均為15 m，如圖3-17所示如果路面承受的最大壓力不得超過2105 N，汽車允許的最大速率是多少？汽車以此

8、速率駛過路面的最小壓力是多少？由上面分析知，汽車經(jīng)過凸形路面頂點時對路面壓力最小，設為FN2，如圖3-19所示，由牛頓第二定律有mgFN2解得FN21105 N?！究偨Y】汽車過拱橋時，一定要按照實際情況受力分析，沿加速度方向列式。例9：一把雨傘邊緣的半徑為r，且高出水平地面h當雨傘以角速度旋轉時，雨滴自邊緣甩出落在地面上成一個大圓周這個大圓的半徑為_。【總結】在桿和管子的約束下做圓周運動時，可以有拉力和支持力，所以在最高點的速度可以等于零；在圓軌道和繩子的約束下做圓周運動時，只能有拉力，所以在最高點的速度必須大于。（9）實驗中常見的圓周運動綜合題往往以圓周運動和其他物理知識為背景，這類題代表了理科綜合命題方向，要在平日的做題中理解題目的原理，靈活的把握題目。為了避免在卡紙連續(xù)轉動的過程中出現(xiàn)打點重疊，在電火花計時器與盤面保持良好接觸的同時，可以緩慢地將電火花計時器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動則卡紙上打下的點的分布曲線不是一個圓，而是類似一種螺旋線，如圖3-22丙所示這對測量結果有影響嗎？圖3-22【審題】因為這個題目用的是打點計時器，所以兩點之間的時間是0.02s，通過量角器量出圓心到兩點之間的角度，利用=/t。