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2025版高考物理全程一轮复习第四章曲线运动第三讲圆周运动课件
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这是一份2025版高考物理全程一轮复习第四章曲线运动第三讲圆周运动课件，共38页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，转动快慢，rads，rω2，ms2，答案D，答案AC，答案B，mrω2等内容，欢迎下载使用。
考点一 圆周运动的运动学问题【必备知识·自主落实】1．匀速圆周运动：(1)定义：做圆周运动的物体，若在任意相等的时间内通过的圆弧长________，就是匀速圆周运动． 实质是匀速率圆周运动(2)速度特点：速度的大小________．方向始终与半径垂直．
2．描述圆周运动的物理量：
2．(多选)[2024·云南大理模拟]绿水青山就是金山银山，为践行低碳生活的理念，自行车已成为主要绿色交通工具之一．图示为自行车的传动结构的核心部件，大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，已知三个点的半径关系为rC＝2rA＝4rB，如图所示，当大齿轮匀速转动时，下列说法正确的是( )A.A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶4B.A、B、C三点的角速度大小之比为2∶1∶1C.A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶8D.A、B、C三点的转速之比为2∶1∶1
解析：大、小齿轮通过链条传动，则A、B两点线速度大小相等，由v＝rω可知，角速度之比为1∶2，小齿轮和后轮同轴转动，则B、C两点角速度大小相等，线速度大小之比为1∶4，故A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶4，三点的角速度大小之比为1∶2∶2，A正确，B错误；由a＝rω2可知，A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶8，C正确；由ω＝2πn可知，转速与角速度成正比，故A、B、C三点的转速之比为1∶2∶2，D错误．
3．分析圆周传动问题要“看”“找”“选”
2．离心运动和近心运动(1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做____________的运动．(2)受力特点(如图)①当F＝0时，物体沿________方向飞出，做匀速直线运动．②当0mrω2时，物体逐渐____________，做________运动．(3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力________做匀速圆周运动需要的向心力．
3．变速圆周运动中合力、向心力的特点(如图)(1)与圆周相切的分力Ft产生切向加速度at，改变线速度的大小，当at与v同向时，速度增大，做加速圆周运动，反向时做减速圆周运动．(2)指向圆心的分力Fn提供向心力，产生向心加速度an，改变线速度的________．
【关键能力·思维进阶】1．常见圆周运动情景中向心力来源图示
2.圆周运动动力学问题的分析思路
例 3 如图所示，竖直细杆O点处固定有一水平横杆，在横杆上有A、B两点，且OA＝AB，在A、B两点分别用两根等长的轻质细线悬挂两个相同的小球a和b，将整个装置绕竖直杆匀速转动，则a、b两球稳定时的位置关系可能正确的是( )
例 4 [2024·浙江台州模拟]如图所示，物体A、B用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，圆心均为点O.在某时刻，细线同时断裂，两物体做平抛运动，同时落在水平面上的同一点．连接A、B的细线长度分别为10l、5l，A、B圆周运动的半径分别为6l、4l，则O点到水平面的高度为(忽略物体的大小和细线质量)( )A．6l B．10l C．12l D．15l
情境2 问天实验舱——模型建构、科学思维典例2 如图甲所示，在问天实验舱中的变重力科学实验柜，可为科学实验提供零重力到两倍重力范围的高精度模拟重力环境，用以研究不同重力环境下的科学现象．变重力科学实验柜的主要装置是如图乙所示的两套离心机．离心机旋转过程中，由于惯性作用，实验载荷会有沿着旋转半径向外飞出的趋势，可以等效为物体在圆周运动中受到一个与向心力等大反向的“离心力”，而这个“离心力”就可以用来模拟物体受到的重力．某次实验中，需要给距离圆心450 mm的实验载荷模拟2g的重力环境(g取9.8 m/s2)，则离心机的转速最接近以下哪个值( )A．0.1 r/s B．1 r/sC．10 r/s D．100 r/s
解析：向心力为m(2πn)2r＝m·2g，得n≈1.1 r/s，最接近1 r/s.故选B.
情境3 轿厢自转式摩天轮——模型建构、科学思维典例3 甲图为深圳“湾区之光”大转轮全景图，已知“湾区之光”摩天轮是一种轿厢自转式摩天轮，轿厢厢体通过轿厢圆环固定在大转轮外侧，如图乙所示，在大转轮绕转轴O转动时，轿厢厢体也在轿厢圆环内自转，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样．如果大转轮绕转轴O顺时针匀速旋转，则轿厢厢体( )A．轿厢厢体自转方向为顺时针方向B．轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度相等C．轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样D．丙图中A、B两轿厢中的观光者受到的向心力均相同
解析：轿厢厢体自转方向为逆时针方向，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样，A错误；根据v＝ωr，轿厢厢体边沿各点和大转轮边沿各点角速度相同，前者到转轴O的距离大于后者到转轴O的距离，轿厢厢体边沿各点的线速度大于大转轮边沿各点的线速度，B错误；大转轮绕转轴O顺时针匀速旋转一周，轿厢厢体逆时针方向自转一周，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样．轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样，C正确；丙图中A、B两轿厢中的观光者受到的向心力方向不同，两观光者质量大小未知，无法判断所受向心力大小是否相同，D错误．
考点一 圆周运动的运动学问题【必备知识·自主落实】1．匀速圆周运动：(1)定义：做圆周运动的物体，若在任意相等的时间内通过的圆弧长________，就是匀速圆周运动． 实质是匀速率圆周运动(2)速度特点：速度的大小________．方向始终与半径垂直．
2．描述圆周运动的物理量：
2．(多选)[2024·云南大理模拟]绿水青山就是金山银山，为践行低碳生活的理念，自行车已成为主要绿色交通工具之一．图示为自行车的传动结构的核心部件，大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，已知三个点的半径关系为rC＝2rA＝4rB，如图所示，当大齿轮匀速转动时，下列说法正确的是( )A.A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶4B.A、B、C三点的角速度大小之比为2∶1∶1C.A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶8D.A、B、C三点的转速之比为2∶1∶1
解析：大、小齿轮通过链条传动，则A、B两点线速度大小相等，由v＝rω可知，角速度之比为1∶2，小齿轮和后轮同轴转动，则B、C两点角速度大小相等，线速度大小之比为1∶4，故A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶4，三点的角速度大小之比为1∶2∶2，A正确，B错误；由a＝rω2可知，A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶8，C正确；由ω＝2πn可知，转速与角速度成正比，故A、B、C三点的转速之比为1∶2∶2，D错误．
3．分析圆周传动问题要“看”“找”“选”
2．离心运动和近心运动(1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做____________的运动．(2)受力特点(如图)①当F＝0时，物体沿________方向飞出，做匀速直线运动．②当0
3．变速圆周运动中合力、向心力的特点(如图)(1)与圆周相切的分力Ft产生切向加速度at，改变线速度的大小，当at与v同向时，速度增大，做加速圆周运动，反向时做减速圆周运动．(2)指向圆心的分力Fn提供向心力，产生向心加速度an，改变线速度的________．
【关键能力·思维进阶】1．常见圆周运动情景中向心力来源图示
2.圆周运动动力学问题的分析思路
例 3 如图所示，竖直细杆O点处固定有一水平横杆，在横杆上有A、B两点，且OA＝AB，在A、B两点分别用两根等长的轻质细线悬挂两个相同的小球a和b，将整个装置绕竖直杆匀速转动，则a、b两球稳定时的位置关系可能正确的是( )
例 4 [2024·浙江台州模拟]如图所示，物体A、B用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，圆心均为点O.在某时刻，细线同时断裂，两物体做平抛运动，同时落在水平面上的同一点．连接A、B的细线长度分别为10l、5l，A、B圆周运动的半径分别为6l、4l，则O点到水平面的高度为(忽略物体的大小和细线质量)( )A．6l B．10l C．12l D．15l
情境2 问天实验舱——模型建构、科学思维典例2 如图甲所示，在问天实验舱中的变重力科学实验柜，可为科学实验提供零重力到两倍重力范围的高精度模拟重力环境，用以研究不同重力环境下的科学现象．变重力科学实验柜的主要装置是如图乙所示的两套离心机．离心机旋转过程中，由于惯性作用，实验载荷会有沿着旋转半径向外飞出的趋势，可以等效为物体在圆周运动中受到一个与向心力等大反向的“离心力”，而这个“离心力”就可以用来模拟物体受到的重力．某次实验中，需要给距离圆心450 mm的实验载荷模拟2g的重力环境(g取9.8 m/s2)，则离心机的转速最接近以下哪个值( )A．0.1 r/s B．1 r/sC．10 r/s D．100 r/s
解析：向心力为m(2πn)2r＝m·2g，得n≈1.1 r/s，最接近1 r/s.故选B.
情境3 轿厢自转式摩天轮——模型建构、科学思维典例3 甲图为深圳“湾区之光”大转轮全景图，已知“湾区之光”摩天轮是一种轿厢自转式摩天轮，轿厢厢体通过轿厢圆环固定在大转轮外侧，如图乙所示，在大转轮绕转轴O转动时，轿厢厢体也在轿厢圆环内自转，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样．如果大转轮绕转轴O顺时针匀速旋转，则轿厢厢体( )A．轿厢厢体自转方向为顺时针方向B．轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度相等C．轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样D．丙图中A、B两轿厢中的观光者受到的向心力均相同
解析：轿厢厢体自转方向为逆时针方向，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样，A错误；根据v＝ωr，轿厢厢体边沿各点和大转轮边沿各点角速度相同，前者到转轴O的距离大于后者到转轴O的距离，轿厢厢体边沿各点的线速度大于大转轮边沿各点的线速度，B错误；大转轮绕转轴O顺时针匀速旋转一周，轿厢厢体逆时针方向自转一周，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样．轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样，C正确；丙图中A、B两轿厢中的观光者受到的向心力方向不同，两观光者质量大小未知，无法判断所受向心力大小是否相同，D错误．
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