第四章曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力定律第3講圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)一

勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述1.

勻速圓周運(yùn)動(dòng)（1）定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，若在相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧

長(zhǎng)

，就是勻速圓周運(yùn)動(dòng).（2）特點(diǎn)：加速度大小

，方向始終指向

，是變加

速運(yùn)動(dòng).（3）條件：合外力大小

，方向始終與

?方向垂直且

指向圓心.相等不變圓心不變速度2.

描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量物理

量定義、意義公式、單位線速

度描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)

?

的物理量（v）角速

度描述物體繞圓心

?的物

理量（ω）快慢

m/s

轉(zhuǎn)動(dòng)快慢

rad/s

物理

量定義、意義公式、單位周期物體沿圓周運(yùn)動(dòng)

?的時(shí)間

（T）向心加速

度（1）描述速度

變化快慢的物理量（an）（2）方向指向

?（1）an＝

?

＝

?（2）單位：

?一圈

s

方向圓心

ω2r

m/s2

方向大小

圓心合力分力知識(shí)點(diǎn)三

離心現(xiàn)象1.

定義：做

的物體，在所受合外力突然消失或不足以

提供圓周運(yùn)動(dòng)所需

的情況下，所做的沿切線飛出或逐漸遠(yuǎn)

離圓心的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象.圓周運(yùn)動(dòng)向心力2.

受力特點(diǎn)（1）當(dāng)Fn＝mω2r時(shí)，物體做

運(yùn)動(dòng).（2）當(dāng)Fn＝0時(shí)，物體沿

方向飛出.（3）當(dāng)Fn＜mω2r時(shí)，物體逐漸

圓心，做離心運(yùn)動(dòng).（4）當(dāng)Fn＞mω2r時(shí)，物體逐漸

圓心，做近心運(yùn)動(dòng).勻速圓周切線遠(yuǎn)離靠近（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng).

（

?

）（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力是保持不變的.

（

?

）（3）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心加速度與半徑成反比.

（

?

）（4）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體角速度與轉(zhuǎn)速成正比.

（

√

）（5）隨水平圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物塊受重力、支持力和向心力的作

用.

（

?

）???√?

考點(diǎn)1

圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題考向三種傳動(dòng)方式的綜合應(yīng)用[典例1]如圖所示是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的

大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的

轉(zhuǎn)速為n，則自行車前進(jìn)的速度為（

C

）C

在分析傳動(dòng)裝置的各物理量時(shí)，要抓住不等量與等量之間的關(guān)

系.分析此類問題有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是同一輪軸上的各點(diǎn)角速度相

同；二是皮帶不打滑時(shí)，與皮帶接觸的各點(diǎn)線速度大小相同.抓住這

兩點(diǎn)，然后根據(jù)描述圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系就不難得出正確

的結(jié)論.考點(diǎn)2

圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析考向1

水平轉(zhuǎn)盤動(dòng)力學(xué)分析[典例2]如圖所示，小物體A與水平圓盤保持相對(duì)靜止，跟著圓盤一

起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A的受力情況是（

C

）

A.

重力、支持力B.

重力、向心力C.

重力、支持力、指向圓心的摩擦力D.

重力、支持力、向心力、摩擦力C考向2

圓錐擺動(dòng)力學(xué)分析[典例3]兩根長(zhǎng)度不同的細(xì)線下面分別懸掛兩個(gè)小球，細(xì)線上端固定

在同一點(diǎn)，若兩個(gè)小球以相同的角速度，繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則兩個(gè)擺球在運(yùn)動(dòng)過程中，相對(duì)位置關(guān)系示意圖正

確的是（

B

）

A

B

C

D

B[變式1]

（2024·大同一模）洋湖濕地公園是中南地區(qū)最大的濕地公

園，也是長(zhǎng)株潭“兩型”社會(huì)建設(shè)重要的生態(tài)工程.如下圖為洋湖濕

地公園游樂場(chǎng)中的“空中飛椅”游樂設(shè)施，座椅通過鋼絲繩與頂端轉(zhuǎn)

盤相連接，已知“空中飛椅”正常工作時(shí)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速一定，頂端水平

轉(zhuǎn)盤的半徑為r，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，繩與豎直方向的夾角為θ，座椅中人的質(zhì)

量為m，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中座椅可以看成質(zhì)點(diǎn)，座椅質(zhì)量和空氣阻力均不

計(jì)，則（

D

）D

解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的主要步驟考點(diǎn)3

圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析考向1

汽車過橋動(dòng)力學(xué)分析[典例4]一輛汽車勻速率通過一座圓弧拱形橋后，接著又以相同速率

通過一座圓弧形凹形橋.設(shè)兩圓弧半徑相等，汽車通過拱形橋橋頂

時(shí)，對(duì)橋面的壓力FN1為車重的一半，汽車通過圓弧形凹形橋的最低

點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面的壓力為FN2，則FN1與FN2之比為（

C

）A.3∶1B.3∶2C.1∶3D.1∶2C解析：汽車過圓弧形橋的最高點(diǎn)（或最低點(diǎn)）時(shí)，由重力與橋面對(duì)汽

車的支持力的合力提供向心力.如圖甲所示，汽車過圓弧形拱形橋的

最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第三定律可知，汽車受橋面對(duì)它的支持力與它對(duì)橋

面的壓力大小相等，即FN1＝FN1'

①

甲

乙

考向2

火車（汽車）轉(zhuǎn)彎動(dòng)力學(xué)分析[典例5]

（雙選）鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的.彎道處

要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)、外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火

車在彎道上的行駛速度v有關(guān).下列說法正確的是（

AD

）A.

速率v一定時(shí)，r越小，要求h越大B.

速率v一定時(shí)，r越大，要求h越大C.

半徑r一定時(shí)，v越小，要求h越大D.

半徑r一定時(shí)，v越大，要求h越大AD

[變式2]公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖所示，某公路

急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為vc時(shí)，汽車恰好沒有向公路

內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，則在該彎道處（

C

）CA.

路面外側(cè)低內(nèi)側(cè)高B.

車速只要低于vc，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)C.

車速雖然高于vc，但只要不超出某一最高限度，

車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)D.

當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，vc的值變小解析：當(dāng)汽車行駛的速率為vc時(shí)，路面對(duì)汽車沒有摩擦力，路面對(duì)汽

車的支持力與汽車重力的合力提供向心力，此時(shí)要求路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)

低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.當(dāng)速率稍大于