2026年高考物理一轮复习考点归纳讲练(全国通用)第10讲圆周运动(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习考点归纳讲练(全国通用)第10讲圆周运动(学生版+解析)，共40页。试卷主要包含了了解物体做离心运动的条件，6，cs37°=0等内容，欢迎下载使用。
1.掌握描述圆周运动的物理量及它们之间的关系
2.理解向心力公式并能应用，圆周运动的动力学分析
3.了解物体做离心运动的条件
考点一 圆周运动中的运动学分析
1．线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量．v＝eq \f(Δs,Δt)＝eq \f(2πr,T).
2．角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．ω＝eq \f(Δθ,Δt)＝eq \f(2π,T).
3．周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．T＝eq \f(2πr,v)，T＝eq \f(1,f).
4．向心加速度：描述速度方向变化快慢的物理量．an＝rω2＝eq \f(v2,r)＝ωv＝eq \f(4π2,T2)r.
5．相互关系：(1)v＝ωr＝eq \f(2π,T)r＝2πrf.(2)an＝eq \f(v2,r)＝rω2＝ωv＝eq \f(4π2,T2)r＝4π2f2r.
考点二 圆周运动中的动力学分析
1．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，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．
2．向心力的确定
(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．
(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，就是向心力．
3．向心力的公式
Fn＝man＝meq \f(v2,r)＝mω2r＝mreq \f(4π2,T2)＝mr4π2f2
考点三 圆周运动的临界问题
1．有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程中存在着临界点．
2．若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程中存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界点．
3．若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程中存在着极值，这些极值点也往往是临界点．
考点四 竖直平面内圆周运动绳、杆模型
1．在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模型”，二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)，称为“杆(管)约束模型”．
2．绳、杆模型涉及的临界问题
考点五 水平方向的圆周运动
网球训练中心使用的轮式发球机，侧视结构如图所示。两个半径均为25cm的橡胶轮，相反方向等速旋转，带动网球飞出。发球机喷嘴在地面附近，与水平面成37°角斜向上，sin37°＝0.6，cs37°=0.8g取10m/s2。若要求水平射程约为15m，应将橡胶轮角速度调为约（ ）
A．5 rad/sB．10 rad/s
C．50 rad/sD．100rad/s
2025年春晚创意融合舞蹈《秧BOT》节目中，人形机器人跳起了秧歌舞，转起了手绢，如图，当手绢在机器人手中转动时，手绢面上P、Q两点做圆周运动的（ ）
A．角速度大小相等
B．线速度大小相等
C．向心加速度大小相等
D．相同时间内的路程相等
如图所示，在2025年春节文艺晚会的机器人表演中，机器人转动手帕使其在竖直面内做匀速圆周运动，机器人手帕的持续转速达到每分钟1200转，远超人类极限的每分钟800转。已知手帕边缘P点的转动半径为0.3m。则下列说法正确的是（ ）
A．手帕转动的角速度ω=20πradsB．手帕转动的角速度ω=2400πrads
C．P点转动的向心加速度a=480π2ms2D．P点转动的向心加速度a=40π2ms2
如图甲所示，游乐场的“旋转飞椅”给许多人带来生活乐趣，其结构为用不同长度的绳子将座椅悬挂在一个转盘下方，在转盘带动下随转盘一起转动，装置可简化为如图乙所示。若有三个相同的转椅A、B、C，B、C两个转椅悬绳长度相同，B距转轴近，A的悬绳长度较长，A、C悬点与转轴距离相同，某段时间内三个转椅随转盘一起匀速转动，悬绳重力及空气阻力均不计，有关悬绳与竖直方向的夹角，下列说法正确的是（ ）
A．A、C两个转椅的悬绳与竖直方向夹角相同
B．B、C两个转椅的悬绳与竖直方向夹角相同
C．A转椅的悬绳与竖直方向夹角最大
D．B转椅的悬绳与竖直方向夹角最大
如图所示，当汽车行驶在这些路面上，在其他条件相同的情况下，则（ ）
A．在图乙路面最高点，汽车对路面的压力大于汽车的重力
B．在图丙路面最低点，汽车对路面的压力小于汽车的重力
C．关于路面对汽车轮胎的磨损，图丙路面最大，图乙路面最小
D．关于路面对汽车轮胎的磨损，三种路面一样大
随着人民生活水平的提高，户外旅游越来越受欢迎。如图所示，在东北雪乡有一款坐马拉爬犁的旅游体验项目深受游客的喜爱。假设马拉爬犁在水平雪地上做匀速圆周运动，下列有关说法正确的是（ ）
A．爬犁受到的支持力和重力是一对平衡力
B．马拉爬犁的力等于爬犁受到的摩擦力
C．重力、支持力和摩擦力的合力和马拉爬犁的力构成一对平衡力
D．马拉爬犁的力的一个分力提供向心力
如图所示，小木块a和b（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，开始时轻绳处于伸直状态但无拉力，a的质量为3m，b的质量为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为r和2r，a、b与盘间的动摩擦因数相同（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘始终保持相对静止，a、b所受摩擦力大小分别为f2、f1随ω2变化的图像正确的是（ ）

A． B．
C． D．
(24-25高三下·北京海淀区·一模)如图，一个质量为m=0.6 kg的小球，在左侧平台上运行一段距离后从边缘A点以v0=203 m/s的速度水平飞出，恰能沿圆弧切线从P点进入固定在地面上的竖直的圆弧管道，并继续滑行。已知圆弧管道口内径远小于圆弧半径R,OP与竖直方向的夹角是θ=37∘，平台到地面的高度差为ℎ=1.45 m。取g=10 m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)小球从A点运动到P点所需的时间t；
(2)P点距地面的高度Δℎ和圆弧半径R；
(3)若通过最高点Q点时小球对管上壁的压力大小9N，求小球经过Q点时的速度v大小。
题型1圆周运动基本物理量的关系
如图1所示，在2025年央视春晚舞台上，机器人的精彩舞蹈令人印象深刻，机器人转动八角巾手帕时形成一个匀速转动的圆盘。如图2所示，O为手帕的中心，A、B、C为手帕上的三个点，各点到O点的距离关系为OA＝OBlQ，D错误。
故选A。
如图所示，在2025年春节文艺晚会的机器人表演中，机器人转动手帕使其在竖直面内做匀速圆周运动，机器人手帕的持续转速达到每分钟1200转，远超人类极限的每分钟800转。已知手帕边缘P点的转动半径为0.3m。则下列说法正确的是（ ）
A．手帕转动的角速度ω=20πradsB．手帕转动的角速度ω=2400πrads
C．P点转动的向心加速度a=480π2ms2D．P点转动的向心加速度a=40π2ms2
【答案】C
【来源】2025届山东省临沂市高三下学期学业水平等级模拟物理试卷
【详解】AB．由题意可知，机器人手帕的持续转速达到每分钟1200转，则每秒钟转20转，则角速度ω=2πn=2π×20rad/s=40πrad/s
故AB错误;
CD．P点转动的向心加速度a=ω2r=480π2m/s2
故C正确，D错误。
故选C。
如图甲所示，游乐场的“旋转飞椅”给许多人带来生活乐趣，其结构为用不同长度的绳子将座椅悬挂在一个转盘下方，在转盘带动下随转盘一起转动，装置可简化为如图乙所示。若有三个相同的转椅A、B、C，B、C两个转椅悬绳长度相同，B距转轴近，A的悬绳长度较长，A、C悬点与转轴距离相同，某段时间内三个转椅随转盘一起匀速转动，悬绳重力及空气阻力均不计，有关悬绳与竖直方向的夹角，下列说法正确的是（ ）
A．A、C两个转椅的悬绳与竖直方向夹角相同
B．B、C两个转椅的悬绳与竖直方向夹角相同
C．A转椅的悬绳与竖直方向夹角最大
D．B转椅的悬绳与竖直方向夹角最大
【答案】C
【来源】2025届河北省高三下学期模拟预测物理试题
【详解】设悬绳与竖直方向的夹角为θ，悬绳延长线与转轴的交点与座椅间的高度差为ℎ，悬点到转轴的距离为r，由牛顿第二定律可得mgtanθ=mω2ℎtanθ
可得ℎ=gω2
可知A、B、C三个座椅的ℎ相同，由ℎ=rtanθ+Lcsθ
可知当r相同时，L越大，θ越大，所以θA>θC；当L相同时，r越大，θ越大，所以θC>θB。
故选C。
如图所示，当汽车行驶在这些路面上，在其他条件相同的情况下，则（ ）
A．在图乙路面最高点，汽车对路面的压力大于汽车的重力
B．在图丙路面最低点，汽车对路面的压力小于汽车的重力
C．关于路面对汽车轮胎的磨损，图丙路面最大，图乙路面最小
D．关于路面对汽车轮胎的磨损，三种路面一样大
【答案】C
【来源】2025届江西省赣州市高三下学期二模物理试题
【详解】A．在图乙路面最高点，汽车做圆周运动，合力提供向心力，向心力方向竖直向下，则重力大于地面给的支持力，根据牛顿第三定律可知，汽车的重力大于汽车对路面的压力F乙压，故A错误；
B．在图丙路面最高点，汽车做圆周运动，合力提供向心力，向心力方向竖直向上，则重力小于地面给的支持力，根据牛顿第三定律可知，汽车的重力小于汽车对路面的压力F丙压，故B错误；
CD．图甲汽车做匀速直线运动，可知汽车对路面的压力F甲压等于汽车的重力，综合以上可知F丙压>F甲压>F乙压
可知图丙汽车对路面压力最大，轮胎磨损最大，汽车对图乙路面压力最小，轮胎磨损最小，故C正确，D错误。
故选C。
随着人民生活水平的提高，户外旅游越来越受欢迎。如图所示，在东北雪乡有一款坐马拉爬犁的旅游体验项目深受游客的喜爱。假设马拉爬犁在水平雪地上做匀速圆周运动，下列有关说法正确的是（ ）
A．爬犁受到的支持力和重力是一对平衡力
B．马拉爬犁的力等于爬犁受到的摩擦力
C．重力、支持力和摩擦力的合力和马拉爬犁的力构成一对平衡力
D．马拉爬犁的力的一个分力提供向心力
【答案】D
【来源】2025届河北省邢台市清河中学高三下学期5月模拟物理试卷
【详解】A．把马拉爬犁的力在水平面和竖直面进行正交分解，受力分析如图所示
则有F1=Ff，mg=FN+F2
故爬犁受到的支持力小于重力，故A错误；
B．由受力分析可知，马拉爬犁的力大于爬犁受到的摩擦力，故B错误；
C．爬犁做圆周运动，其合力不为零，所以重力、支持力、摩擦力的合力和马拉爬犁的力不能构成一对平衡力，故C错误；
D．F3提供爬犁做圆周运动的向心力，是马拉爬犁的力在水平面上的另一个分力，也是重力、支持力、摩擦力和马拉爬犁的力的合力，故D正确。
故选D。
如图所示，小木块a和b（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，开始时轻绳处于伸直状态但无拉力，a的质量为3m，b的质量为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为r和2r，a、b与盘间的动摩擦因数相同（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘始终保持相对静止，a、b所受摩擦力大小分别为f2、f1随ω2变化的图像正确的是（ ）

A． B．
C． D．
【答案】C
【来源】2025届内蒙古包头市高三下学期第二次模拟考试物理试题
【详解】当圆盘减速度较小时，两木块均由静摩擦力提供向心力，对a物块有fa=3mω2r
对b物块有fb=mω2⋅2r
则b物块受到的摩擦力较小，当角速度ω1时，b物块所受摩擦力达最大值，则μmg=2mω12r
此时a物块所受摩擦力为f=3mω12r=32μmgvB
故选D．
一卷帘由帘布和底杆组成，帘布和轻质塑料拉珠套在半径不同的共轴定滑轮上，定滑轮固定在窗户顶端，侧视结构简图如图所示。已知拉珠所在的滑轮1的半径为r1，帘布所在的滑轮2的半径为r2（r2θ右
故选A。
游乐场的旋转飞椅静止时可以简化为如图所示的模型，OB为竖直固定转轴，BD为水平横杆，CM、DN为长度相等的刚性轻绳且与BC、CD长度相等，M、N为完全相同的小球（可视为质点），不考虑空气阻力作用。当整个装置以恒定的角速度转动稳定时，CM、DN与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，拉力大小分别为T1、T2。下列说法正确的是（ ）
A．θ1=θ2B．θ1>θ2C．T1T2
【答案】C
【来源】2025届安徽省高三下学期逐梦星辰杯大联考物理试卷
【详解】
AB．由受力分析可知，mgtanθ1=mω2L+Lsinθ1
mgtanθ2=mω22L+Lsinθ2
可得θ1