还剩3页未读，
继续阅读
所属成套资源：备考2024届高考物理一轮复习讲义全套
成套系列资料，整套一键下载
备考2024届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动第3讲圆周运动考点1圆周运动中的运动学问题
展开
这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动第3讲圆周运动考点1圆周运动中的运动学问题，共5页。试卷主要包含了匀速圆周运动，描述匀速圆周运动的物理量，14），99m/s2 113等内容，欢迎下载使用。
考点1 圆周运动中的运动学问题
1.匀速圆周运动
2.描述匀速圆周运动的物理量
某辆自行车的大齿轮半径为10cm，小齿轮半径为5cm，后轮半径为30cm，如图所示.若某次小明骑这辆自行车匀速前行时，大齿轮每分钟转30圈.求：（取π＝3.14）
（1）大齿轮边缘的点的向心加速度大小（结果保留2位小数）；
（2）小齿轮每分钟转动的圈数；
（3）自行车每分钟行驶的路程（结果保留2位小数）.
答案 （1）0.99m/s2 （2）60圈 （3）113.04m
解析 （1）由题意知，向心加速度an＝（2πn大）2r大＝0.99m/s2.
（2）由题意知，小齿轮与大齿轮边缘的点的线速度相等，则v小＝v大，又v小＝2πn小r小，v大＝2πn大r大，解得小齿轮每分钟转60圈.
（3）后轮与小齿轮属于同轴传动，故后轮每分钟也是转60圈，有v后＝2πn后r后，s＝v后t，解得自行车每分钟行驶113.04m.
研透高考 明确方向
命题点1 圆周运动物理量的分析与计算
1.[多选]火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°.在此10s时间内，火车（ AD ）
A.运动路程为600m
B.加速度为零
C.角速度约为1rad/s
D.转弯半径约为3.4km
解析 火车运动的路程s＝vt＝60×10 m＝600 m，A正确；火车转弯做匀速圆周运动，匀速圆周运动是变速运动，火车所受合力不为零，加速度不为零，故B错误；由题意得角速度ω＝ΔθΔt＝10π180×10rad/s＝π180rad/s，又v＝ωr，所以r＝vω＝60×180π m≈3.4 km，故C错误，D正确.
命题点2 传动问题
2.[齿轮传动]明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图），记录了我们祖先的劳动智慧.若A、B、C三齿轮半径的大小关系为rA＞rB＞rC，则（ D ）
A.齿轮A的角速度比C的大
B.齿轮A与B的角速度大小相等
C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等
D.齿轮A边缘的线速度比C边缘的大
解析 齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度大小相等，根据公式v＝ωr可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度，而B与C是同轴传动，角速度相等，所以齿轮A的角速度比C的小，故A、B错误；齿轮B、C角速度相等，根据公式v＝ωr可知，半径比较大的齿轮B边缘的线速度比C边缘的线速度大，故C错误；齿轮A、B边缘的线速度大小相等，因为齿轮B边缘的线速度比C边缘的线速度大，所以齿轮A边缘的线速度比C边缘的大，故D正确.
3.[皮带传动]如图所示为两级皮带传动装置，正常工作时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相等，轮3的半径和轮4的半径相等，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a点和轮4边缘的b点相比（ D ）
A.线速度大小之比为1∶4
B.角速度大小之比为4∶1
C.向心加速度大小之比为8∶1
D.向心加速度大小之比为1∶8
解析 由题意知va＝v3，ω2＝ω3，v2＝vb，且r1＝r2＝2r3＝2r4，联立可得2va＝2v3＝v2＝vb，其中v2、v3分别为轮2和轮3边缘的线速度大小，所以va∶vb＝1∶2，A错误；ωa∶ωb＝var1∶vbr4＝1∶4，B错误；aa＝va2r1＝(12vb)22r4＝18ab，即aa∶ab＝1∶8，C错误，D正确.
方法点拨
1.对公式v＝ωr的理解
当ω一定时，v与r成正比；
当v一定时，ω与r成反比.
2.对an＝v2r＝ω2r的理解
当v一定时，an与r成反比；当ω一定时，an与r成正比.
3.常见的传动方式及特点
（1）皮带传动：如图1、2所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB.
（2）摩擦传动和齿轮传动：如图3、4所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB.
（3）同轴传动：如图5所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比.
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动.
2.知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向.
3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力.
4.了解生产生活中的离心现象及其产生的原因.
圆周运动中的运动学问题
2022：河北T10，上海T6；
2021：全国甲T15，广东T4；
2019：上海T6
1.物理观念：理解线速度、角速度、周期、向心加速度和向心力等概念；通过分析圆周运动现象、航天器中的失重现象及离心现象等，进一步深化运动与相互作用观念.
2.科学思维：能在熟悉情境中运用匀速圆周运动的相关模型解决问题；能对常见的匀速圆周运动进行分析推理，获得结论；能用与匀速圆周运动相关的证据说明结论并作出解释.
3.科学探究：探究向心力大小的影响因素，认识到物理学研究依赖于实验器材的改进与创新.
4.科学态度与责任：将所学知识应用于日常生活实际，体会物理学的技术应用的影响，激发学习兴趣和热情.
圆周运动中的动力学问题
2023：北京T10，江苏T13，全国甲T17；
2021：河北T9，浙江6月T7；
2020：全国ⅠT16，上海T3，江苏T15；
2019：江苏T6
命题分析预测
圆周运动是本章的重点，在高考中可以单独考查（涉及圆周运动的基本规律），或者与能量综合考查.试题背景多贴近生产生活实际，主要为选择题形式，也可能作为计算题第1题.
考点1 圆周运动中的运动学问题
1.匀速圆周运动
2.描述匀速圆周运动的物理量
某辆自行车的大齿轮半径为10cm，小齿轮半径为5cm，后轮半径为30cm，如图所示.若某次小明骑这辆自行车匀速前行时，大齿轮每分钟转30圈.求：（取π＝3.14）
（1）大齿轮边缘的点的向心加速度大小（结果保留2位小数）；
（2）小齿轮每分钟转动的圈数；
（3）自行车每分钟行驶的路程（结果保留2位小数）.
答案 （1）0.99m/s2 （2）60圈 （3）113.04m
解析 （1）由题意知，向心加速度an＝（2πn大）2r大＝0.99m/s2.
（2）由题意知，小齿轮与大齿轮边缘的点的线速度相等，则v小＝v大，又v小＝2πn小r小，v大＝2πn大r大，解得小齿轮每分钟转60圈.
（3）后轮与小齿轮属于同轴传动，故后轮每分钟也是转60圈，有v后＝2πn后r后，s＝v后t，解得自行车每分钟行驶113.04m.
研透高考 明确方向
命题点1 圆周运动物理量的分析与计算
1.[多选]火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°.在此10s时间内，火车（ AD ）
A.运动路程为600m
B.加速度为零
C.角速度约为1rad/s
D.转弯半径约为3.4km
解析 火车运动的路程s＝vt＝60×10 m＝600 m，A正确；火车转弯做匀速圆周运动，匀速圆周运动是变速运动，火车所受合力不为零，加速度不为零，故B错误；由题意得角速度ω＝ΔθΔt＝10π180×10rad/s＝π180rad/s，又v＝ωr，所以r＝vω＝60×180π m≈3.4 km，故C错误，D正确.
命题点2 传动问题
2.[齿轮传动]明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图），记录了我们祖先的劳动智慧.若A、B、C三齿轮半径的大小关系为rA＞rB＞rC，则（ D ）
A.齿轮A的角速度比C的大
B.齿轮A与B的角速度大小相等
C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等
D.齿轮A边缘的线速度比C边缘的大
解析 齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度大小相等，根据公式v＝ωr可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度，而B与C是同轴传动，角速度相等，所以齿轮A的角速度比C的小，故A、B错误；齿轮B、C角速度相等，根据公式v＝ωr可知，半径比较大的齿轮B边缘的线速度比C边缘的线速度大，故C错误；齿轮A、B边缘的线速度大小相等，因为齿轮B边缘的线速度比C边缘的线速度大，所以齿轮A边缘的线速度比C边缘的大，故D正确.
3.[皮带传动]如图所示为两级皮带传动装置，正常工作时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相等，轮3的半径和轮4的半径相等，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a点和轮4边缘的b点相比（ D ）
A.线速度大小之比为1∶4
B.角速度大小之比为4∶1
C.向心加速度大小之比为8∶1
D.向心加速度大小之比为1∶8
解析 由题意知va＝v3，ω2＝ω3，v2＝vb，且r1＝r2＝2r3＝2r4，联立可得2va＝2v3＝v2＝vb，其中v2、v3分别为轮2和轮3边缘的线速度大小，所以va∶vb＝1∶2，A错误；ωa∶ωb＝var1∶vbr4＝1∶4，B错误；aa＝va2r1＝(12vb)22r4＝18ab，即aa∶ab＝1∶8，C错误，D正确.
方法点拨
1.对公式v＝ωr的理解
当ω一定时，v与r成正比；
当v一定时，ω与r成反比.
2.对an＝v2r＝ω2r的理解
当v一定时，an与r成反比；当ω一定时，an与r成正比.
3.常见的传动方式及特点
（1）皮带传动：如图1、2所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB.
（2）摩擦传动和齿轮传动：如图3、4所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB.
（3）同轴传动：如图5所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比.
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动.
2.知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向.
3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力.
4.了解生产生活中的离心现象及其产生的原因.
圆周运动中的运动学问题
2022：河北T10，上海T6；
2021：全国甲T15，广东T4；
2019：上海T6
1.物理观念：理解线速度、角速度、周期、向心加速度和向心力等概念；通过分析圆周运动现象、航天器中的失重现象及离心现象等，进一步深化运动与相互作用观念.
2.科学思维：能在熟悉情境中运用匀速圆周运动的相关模型解决问题；能对常见的匀速圆周运动进行分析推理，获得结论；能用与匀速圆周运动相关的证据说明结论并作出解释.
3.科学探究：探究向心力大小的影响因素，认识到物理学研究依赖于实验器材的改进与创新.
4.科学态度与责任：将所学知识应用于日常生活实际，体会物理学的技术应用的影响，激发学习兴趣和热情.
圆周运动中的动力学问题
2023：北京T10，江苏T13，全国甲T17；
2021：河北T9，浙江6月T7；
2020：全国ⅠT16，上海T3，江苏T15；
2019：江苏T6
命题分析预测
圆周运动是本章的重点，在高考中可以单独考查（涉及圆周运动的基本规律），或者与能量综合考查.试题背景多贴近生产生活实际，主要为选择题形式，也可能作为计算题第1题.
相关试卷
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第四章曲线运动第3讲圆周运动： 这是一份备考2024届高考物理一轮复习分层练习第四章曲线运动第3讲圆周运动，共8页。
备考2024届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动专题七圆周运动临界问题的模型建构题型2竖直面内圆周运动的临界问题： 这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动专题七圆周运动临界问题的模型建构题型2竖直面内圆周运动的临界问题，共4页。试卷主要包含了8s等内容，欢迎下载使用。
备考2024届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动专题七圆周运动临界问题的模型建构题型3斜面上圆周运动的临界问题： 这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动专题七圆周运动临界问题的模型建构题型3斜面上圆周运动的临界问题，共2页。
