模板05 圓周運(yùn)動(dòng)（五大題型）--2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)答題技巧（原卷版+解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一、以核心和主干知識(shí)為重點(diǎn)。構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，在教學(xué)中突出知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系與綜合。
二、注重情景與過程的理解與分析。善于構(gòu)建物理模型，情景是考查物理知識(shí)的載體。
三、加強(qiáng)能力的提升與解題技巧的歸納總結(jié)。學(xué)生能力的提升要通過對知識(shí)的不同角度、不同層面的訓(xùn)練來實(shí)現(xiàn)。
四、精選訓(xùn)練題目，使訓(xùn)練具有實(shí)效性、針對性。
五、把握高考熱點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)。
模板05 圓周運(yùn)動(dòng)（五大題型）
本節(jié)導(dǎo)航：
題型01 水平平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 題型02 豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)
題型03 斜面平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 題型04 圓周運(yùn)動(dòng)的多解問題
題型05 圓錐擺類問題
題型01 水平平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)
1、水平平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)此類問題相對簡單，物體所受合外力充當(dāng)向心力，合外力大小不變，方向總是指向圓心。當(dāng)角速度發(fā)生變化時(shí)，物體有離心或向心運(yùn)動(dòng)的趨勢，此時(shí)往往需要根據(jù)受力情況判斷某個(gè)力（如摩擦力等）的變化情況。
2、試題的呈現(xiàn)形式豐富，提問角度設(shè)置新穎，學(xué)生需要掌握圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和臨界條件。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
2、圓周運(yùn)動(dòng)物理量之間的關(guān)系如下
3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)
3、向心、離心運(yùn)動(dòng)
4、水平平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題
問題的描述：在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，物體的受力可能發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速繼續(xù)變化，會(huì)出現(xiàn)繩子張緊、繩子突然斷裂、靜摩擦力隨轉(zhuǎn)速增大而逐漸達(dá)到最大值、彈簧彈力大小方向發(fā)生變化等，從而出現(xiàn)臨界問題，確定臨界狀態(tài)是分析臨界問題的關(guān)鍵。
5、變速圓周運(yùn)動(dòng)
受力特點(diǎn)：當(dāng)物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力指向圓心的分力就是向心力。合外力不等于向心力，合外力一般產(chǎn)生兩個(gè)效果。
下圖表示小物體加速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。O是軌跡的圓心，F(xiàn)是繩子對小物體的拉力。
可以把F分解為與圓周相切的Ft和指向圓心的Fn：
跟圓周相切的分力Ft，只改變線速度的大小，F(xiàn)t＝mat，產(chǎn)生切向加速度，此加速度描述線速度大小變化的快慢；
跟圓周切線垂直而指向圓心的分力Fn，只改變線速度方向，F(xiàn)n＝man，產(chǎn)生向心加速度。此加速度描述線速度方向變化快慢。
二、解題模板
1、解題思路
2、注意問題
繩子的拉力出現(xiàn)臨界條件的情形有：①繩恰好拉直意味著繩上無彈力；②繩上拉力恰好為最大承受力等。
物體間恰好分離的臨界條件是：物體間的彈力恰好為零。
水平轉(zhuǎn)盤上的物體恰好不發(fā)生相對滑動(dòng)的臨界條件是：物體與轉(zhuǎn)盤間恰好達(dá)到最大靜摩擦力。
3、解題方法
①選擇做圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對象；②分析物體受力情況，其合外力提供向心力；③由Fn＝meq \f(v2,r)=mrω2列方程求解。
臨界問題的分析方法：當(dāng)確定了物體運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)和臨界條件后，要分別針對不同的運(yùn)動(dòng)過程或現(xiàn)象，選擇相對應(yīng)的物理規(guī)律，然后再列方程求解。
向心力的的確定方法：明確運(yùn)動(dòng)軌道所在的平面，找到軌道平面圓心的位置，分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力，畫出受力示意圖，找出這些力指向圓心的合力就是向心力。
（2023·福建·高考真題）一種離心測速器的簡化工作原理如圖所示。細(xì)桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的O點(diǎn)，并可隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與套在桿上的圓環(huán)相連。當(dāng)測速器穩(wěn)定工作時(shí)，圓環(huán)將相對細(xì)桿靜止，通過圓環(huán)的位置可以確定細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。已知細(xì)桿長度，桿與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角a始終為，彈簧原長，彈簧勁度系數(shù)，圓環(huán)質(zhì)量；彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不計(jì)
（1）若細(xì)桿和圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求圓環(huán)到O點(diǎn)的距離；
（2）求彈簧處于原長時(shí)，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小；
（3）求圓環(huán)處于細(xì)桿末端P時(shí)，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小。
（2024·安徽·一模）如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的小物體1、2通過輕質(zhì)細(xì)線相連，質(zhì)量分別為m、2m。保持細(xì)線伸直且恰無張力，并靜止在轉(zhuǎn)臺(tái)上，可繞垂直轉(zhuǎn)臺(tái)的中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)。兩物體與轉(zhuǎn)臺(tái)表面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同均為μ，最大靜摩擦力認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力。兩物體與軸O共線且物體1到轉(zhuǎn)軸的距離為r，物體2到轉(zhuǎn)軸的距離為2r，重力加速度為g。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度極其緩慢地增大，針對這個(gè)過程，求解下列問題：
(1)求輕繩剛有拉力時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度；
(2)求當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)角速度為時(shí)，物體1受到的摩擦力；
(3)求當(dāng)物體1和物體2均被甩離轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)的角速度。
題型02 豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)
1、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)主要常考的模型為輕繩模型和輕桿模型，這類題型要注意分清受力特征以及掌握臨界條件的分析方法。
2、題型難道一般不是很大，考查內(nèi)容比較綜合，需要學(xué)生具備一定的綜合分析能力。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、拱橋模型
受力特征：下有支撐，上無約束。
臨界特征：FN＝0 ，mg＝mv2max，即vmax＝eq \r(gR)。過最高點(diǎn)條件：v≤eq \r(gr)。討論分析：v≤eq \r(gr)時(shí)：mg－FN＝meq \f(v2,r)，F(xiàn)N＝mg－meq \f(v2,r)eq \r(gr)時(shí)：到達(dá)最高點(diǎn)前做斜上拋運(yùn)動(dòng)飛離橋面。
2、輕繩模型
受力特征：除重力外，物體受到的彈力方向：向下或等于零。
臨界特征：FN＝0 ，mg＝meq \f(v\\al(2,min),R)即vmin＝eq \r(gR)。過最高點(diǎn)條件：在最高點(diǎn)的速度v≥eq \r(gR)。討論分析：過最高點(diǎn)時(shí)，v≥eq \r(gr)，F(xiàn)N＋mg＝meq \f(v2,r)，繩、圓軌道對球產(chǎn)生彈力FN；不能過最高點(diǎn)時(shí)，veq \r(gr)，則繩、軌道對球產(chǎn)生一個(gè)向下的彈力F，由F＋mg＝meq \f(v2,r)可得F隨v的增大而增大；
不能過最高點(diǎn)時(shí)v

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