高考物理最新教案-高中物理易错题分析集锦——3圆周运动 精品

高中物理圆周运动优秀教案及教学设计精品一、教材分析《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第5节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后，接触到的又一个美丽的曲线运动，本节内容作为该章节的重要部分，主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念，为后继的学习打下一个良好的基础。

人教版教材有一个的特点就是以实验事实为基础，让学生得出感性认识，再通过理论分析总结出规律，从而形成理性认识。

教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后，通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动，提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。

二、教学目标1.知识与技能①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。

理解线速度的概念;理解角速度和周期的概念，会用它们的公式进行计算。

②理解线速度、角速度、周期之间的关系：v=rω=2πr/T。

③理解匀速圆周运动是变速运动。

④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。

2.过程与方法①运用极限思维理解线速度的瞬时性和矢量性.掌握运用圆周运动的特点去分析有关问题。

②体会有了线速度后，为什么还要引入角速度.运用数学知识推导角速度的单位。

3.情感、态度与价值观①通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。

②体会应用知识的乐趣，感受物理就在身边，激发学生学习的兴趣。

③进行爱的教育。

在与学生的交流中，表达关爱和赏识，如微笑着对学生说“非常好!”“你们真棒!”“分析得对!”让学生得到肯定和鼓励，心情愉快地学习。

三、教学重点、难点1.重点①理解线速度、角速度、周期的概念及引入的过程;②掌握它们之间的联系。

2.难点①理解线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性;②理解匀速圆周运动是变速运动。

四、学情分析学生已有的知识：1.瞬时速度的概念2.初步的极限思想3.思考、讨论的习惯4.数学课中对角度大小的表示方法五、教学方法与手段演示实验、展示图片、观看视频、动画;讨论、讲授、推理、概括师生互动，生生互动，六、教学设计(一)导入新课(认识圆周运动)●通过演示实验、展示图片、观看视频、动画，让学生认识圆周运动的特点，演示小球在水平面内圆周运动展示自行车、钟表、电风扇等图片观看地球绕太阳运动的动画观看花样滑冰视频提出问题：它们的运动有什么共同点?答：它们的轨迹是一个圆.师：对，这就是我们今天要研究的圆周运动观看动画，思考问题：这两个球匀速圆周运动有什么不同?答：快慢不同提出问题：如何描述物体做圆周运动的快慢?学生动手，分组实践，观察自行车的传动装置，思考与讨论：自行车的大齿轮，小齿轮，后轮中的质点都在做圆周运动。

⾼中物理易错题精选（含答案有解析分章节）⾼考物理易错题精选讲解1：质点的运动错题集⼀、主要内容本章内容包括位移、路程、时间、时刻、平均速度、即时速度、线速度、⾓速度、加速度等基本概念，以及匀变速直线运动的规律、平抛运动的规律及圆周运动的规律。

在学习中要注意准确理解位移、速度、加速度等基本概念，特别应该理解位移与距离（路程）、速度与速率、时间与时刻、加速度与速度及速度变化量的不同。

⼆、基本⽅法本章中所涉及到的基本⽅法有：利⽤运动合成与分解的⽅法研究平抛运动的问题，这是将复杂的问题利⽤分解的⽅法将其划分为若⼲个简单问题的基本⽅法；利⽤物理量间的函数关系图像研究物体的运动规律的⽅法，这也是形象、直观的研究物理问题的⼀种基本⽅法。

这些具体⽅法中所包含的思想，在整个物理学研究问题中都是经常⽤到的。

因此，在学习过程中要特别加以体会。

三、错解分析在本章知识应⽤的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：对要领理解不深刻，如加速度的⼤⼩与速度⼤⼩、速度变化量的⼤⼩，加速度的⽅向与速度的⽅向之间常混淆不清；对位移、速度、加速度这些⽮量运算过程中正、负号的使⽤出现混乱：在未对物体运动（特别是物体做减速运动）过程进⾏准确分析的情况下，盲⽬地套公式进⾏运算等。

例1 汽车以10 m/s 的速度⾏使5分钟后突然刹车。

如刹车过程是做匀变速运动，加速度⼤⼩为5m/s 2 ，则刹车后3秒钟内汽车所⾛的距离是多少？【错解】因为汽车刹车过程做匀减速直线运动，初速v 0=10m/s 加速度a=5m/s 2，据S=2021at t v -，则位移S=9521310??-?=7.5（m ）。

【错解原因】出现以上错误有两个原因。

⼀是对刹车的物理过程不清楚。

当速度减为零时，车与地⾯⽆相对运动，滑动摩擦⼒变为零。

⼆是对位移公式的物理意义理解不深刻。

位移S 对应时间t ，这段时间内a 必须存在，⽽当a 不存在时，求出的位移则⽆意义。

由于第⼀点的不理解以致认为a 永远地存在；由于第⼆点的不理解以致有思考a 什么时候不存在。

高考物理生活中的圆周运动易错剖析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图，光滑轨道abcd 固定在竖直平面内，ab 水平，bcd 为半圆，在b 处与ab 相切．在直轨道ab 上放着质量分别为m A =2kg 、m B =1kg 的物块A 、B （均可视为质点），用轻质细绳将A 、B 连接在一起，且A 、B 间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接），其弹性势能E p =12J ．轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M =2kg 、长L =0.5m 的小车，小车上表面与ab 等高．现将细绳剪断，之后A 向左滑上小车，B 向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d 处．已知A 与小车之间的动摩擦因数µ满足0.1≤µ≤0.3，g 取10m /s 2，求（1）A 、B 离开弹簧瞬间的速率v A 、v B ； （2）圆弧轨道的半径R ；（3）A 在小车上滑动过程中产生的热量Q （计算结果可含有µ）．【答案】（1）4m/s （2）0.32m(3) 当满足0.1≤μ<0.2时，Q 1=10μ ；当满足0.2≤μ≤0.3时，22111()22A A m v m M v -+ 【解析】 【分析】（1）弹簧恢复到自然长度时，根据动量守恒定律和能量守恒定律求解两物体的速度； （2）根据能量守恒定律和牛顿第二定律结合求解圆弧轨道的半径R ；（3）根据动量守恒定律和能量关系求解恰好能共速的临界摩擦力因数的值，然后讨论求解热量Q. 【详解】（1）设弹簧恢复到自然长度时A 、B 的速度分别为v A 、v B ， 由动量守恒定律：0=A A B B m v m v - 由能量关系：2211=22P A A B B E m v m v -解得v A =2m/s ；v B =4m/s（2）设B 经过d 点时速度为v d ，在d 点：2dB B v m g m R=由机械能守恒定律：22d 11=222B B B B m v m v m g R +⋅ 解得R=0.32m（3）设μ=μ1时A 恰好能滑到小车左端，其共同速度为v,由动量守恒定律：=()A A A m v m M v +由能量关系：()2211122A A A A m gL m v m M v μ=-+ 解得μ1=0.2讨论：（ⅰ）当满足0.1≤μ<0.2时，A 和小车不共速，A 将从小车左端滑落，产生的热量为110A Q m gL μμ== （J ）（ⅱ）当满足0.2≤μ≤0.3时，A 和小车能共速，产生的热量为()22111122A A Q m v m M v =-+，解得Q 2=2J2．如图所示,半径R=2.5m 的竖直半圆光滑轨道在B 点与水平面平滑连接,一个质量m=0.50kg 的小滑块(可视为质点)静止在A 点.一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A 点开始运动,经B 点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C 点水平飞出,落在水平面上的D 点.经测量,D 、B 间的距离s1=10m,A 、B 间的距离s2=15m,滑块与水平面的动摩擦因数 ,重力加速度.求:(1)滑块通过C 点时的速度大小;(2)滑块刚进入圆轨道时,在B 点轨道对滑块的弹力; (3)滑块在A 点受到的瞬时冲量的大小. 【答案】（1） （2）45N （3）【解析】 【详解】（1）设滑块从C 点飞出时的速度为v c ，从C 点运动到D 点时间为t 滑块从C 点飞出后，做平抛运动，竖直方向：2R=gt 2 水平方向：s 1=v c t 解得：v c =10m/s（2）设滑块通过B 点时的速度为v B ，根据机械能守恒定律 mv B 2=mv c 2+2mgR 解得：v B =10m/s设在B 点滑块受轨道的压力为N ，根据牛顿第二定律：N-mg=m解得：N=45N（3）设滑块从A 点开始运动时的速度为v A ，根据动能定理；-μmgs 2=mv B 2-mv A 2解得：v A =16.1m/s设滑块在A 点受到的冲量大小为I ，根据动量定理I=mv A 解得：I=8.1kg•m/s ； 【点睛】本题综合考查动能定理、机械能守恒及牛顿第二定律，在解决此类问题时，要注意分析物体运动的过程，选择正确的物理规律求解．3．如图所示，质量m =3kg 的小物块以初速度秽v 0=4m/s 水平向右抛出，恰好从A 点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。

圆周运动教案高中物理《圆周运动》教学设计(优秀5篇)高中物理《圆周运动》教学设计【优秀5篇】由作者为您收集整理，希望可以在圆周运动教案方面对您有所帮助。

高一物理圆周运动教案篇一教学重点线速度、角速度的概念和它们之间的关系教学难点1、线速度、角速度的物理意义2、常见传动装置的应用。

高中物理圆周运动优秀教案及教学设计篇二做匀速圆周运动的物体依旧具有加速度，而且加速度不断改变，因其加速度方向在不断改变，其运动版轨迹是圆，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。

匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心。

做变速圆周运动的物体总能分权解出一个指向圆心的加速度，我们将方向时刻指向圆心的加速度称为向心加速度。

速度（矢量，有大小有方向）改变的。

（或是大小，或是方向）（即a≠0）称为变速运动。

速度不变（即a=0)、方向不变的运动称为匀速运动。

而变速运动又分为匀变速运动（加速度不变）和变加速运动（加速度改变）。

所以变加速运动并不是针对变减速运动来说的，是相对匀变速运动讲的。

匀变速运动加速度不变（须的大小和方向都不变）的运动。

匀变速运动既可能是直线运动（匀变速直线运动），也可能是曲线运动（比如平抛运动）。

圆周运动是变速运动吗篇三高中物理《圆周运动》课件一、教材分析本节内容选自人教版物理必修2第五章第4节。

本节主要介绍了圆周运动的线速度和角速度的概念及两者的关系；学生前面已经学习了曲线运动，抛体运动以及平抛运动的规律，为本节课的学习做了很好的铺垫；而本节课作为对特殊曲线运动的进一步深入学习，也为以后继续学习向心力、向心加速度和生活中的圆周运动物理打下很好的基础，在教材中有着承上启下的作用；因此，学好本节课具有重要的意义。

本节课是从运动学的角度来研究匀速圆周运动，围绕着如何描述匀速圆周运动的快慢展开，通过探究理清各个物理量的相互关系，并使学生能在具体的问题中加以应用。

（过渡句）知道了教材特点，我们再来了解一下学生特点。

也就是我说课的第二部分：学情分析。

易错点09 圆周运动易错总结1.在半径不确定的情况下,不能由角速度大小判断线速度大小,也不能由线速度大小判断角速度大小。

2.地球上的各点均绕地轴做匀速圆周运动,其周期及角速度均相等,而各点做匀速圆周运动的半径不同,故各点线速度大小不相等,由赤道向两极逐渐减小为零(极点)。

现在了牛顿的头上3.同一轮子上各质点的角速度关系(同轴转的问题）：由于同一轮子上的各质点与转轴的连线在相同的时间内转过的角度相同,因此各质点角速度相同,且各质点具有相同的ω、T 和n .4.当向心力由静摩擦力提供时,静摩擦力的大小和方向是由物体运动状态决定的。

5.绳对物体只能产生拉力,杆对物体既可以产生拉力又可以产生支持力,所以求作用力时,应先利用临界条件判断杆对物体施力的方向,或先假设力作用于某一方向,然后根据所求结果的正负进行判断。

6.公式rv m ma F 2==是牛顿第二定律在圆周运动中的应用,向心力由做匀速圆周运动的物体所受的合外力所提供。

因此,牛顿定律及由牛顿定律推导出的一些规律(如超重、失重等)高中阶段仍适用。

7.物体做离心运动是合外力不足以提供向心力造成的,并不是受到“离心力”的作用。

8.物体在完全失去外力作用时,物体应沿当时其所在处的切线方向运动,而不是沿半径方向运动。

9.要明确物体做圆周运动需要的向心力a F (rmv F 2=)和提供的向心力b F 的关系,当ba F F <时,物体做离心运动;当b a F F =时,物体做匀速圆周运动;当b a F F >时,物体做近(向)心运动。

解题方法1.竖直面内圆周运动的轻绳(过山车)模型如图1所示，甲图中小球受绳拉力和重力作用，乙图中小球受轨道的弹力和重力作用，二者运动规律相同，现以甲图为例.图1(1)最低点动力学方程：F T1－mg ＝m v 21L所以F T1＝mg ＋m v 21L(2)最高点动力学方程： F T2＋mg ＝m v 22L所以F T2＝m v 22L－mg(3)最高点的最小速度：由于绳不可能对球有向上的支持力，只能产生向下的拉力，由F T2＋mg ＝mv 22L可知，当F T2＝0时，v 2最小，最小速度为v 2＝gL .讨论：当v 2＝gL 时，拉力或压力为零. 当v 2>gL 时，小球受向下的拉力或压力. 当v 2<gL 时，小球不能到达最高点. 2.竖直面内圆周运动的轻杆(管)模型如图2所示，细杆上固定的小球和光滑管形轨道内运动的小球在重力和杆(管道)的弹力作用下做圆周运动.图2(1)最高点的最小速度由于杆和管在最高点处能对小球产生向上的支持力，故小球恰能到达最高点的最小速度v ＝0，此时小球受到的支持力F N ＝mg .(2)小球通过最高点时，轨道对小球的弹力情况①v >gL ，杆或管的外侧对球产生向下的拉力或弹力，mg ＋F ＝m v 2L ，所以F ＝m v 2L －mg ，F随v 增大而增大；②v ＝gL ，球在最高点只受重力，不受杆或管的作用力，F ＝0，mg ＝m v 2L；③0<v <gL ，杆或管的内侧对球产生向上的弹力，mg －F ＝m v 2L ，所以F ＝mg －m v 2L ，F 随v的增大而减小.【易错跟踪训练】易错类型1：对物理概念理解不透彻1．（2020·天津市第八中学）以下对有关物理概念的理解中正确的是（ ）A ．物体的速度变化大其加速度就大B ．受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态C ．骑自行车沿水平圆形轨道转弯时的向心力就是自行车手转动车把的力D ．滑动摩擦力也可以对物体做正功 【答案】D 【详解】A ．物体的速度变化大，根据公式∆=∆va t可知，加速度不一定大，故A 错误； B ．运动的物体也可以收到静摩擦力，如随传送带一起斜向上运动的物体，故B 错误； C ．骑自行车沿水平圆形轨道转弯时所需的向心力由地面对轮胎的侧向静摩擦力提供，故C 错误；D ．滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，与物体运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功，故D 正确； 故选D 。

物理高中圆周问题教案及反思教学目标：1.了解圆周运动的基本概念2.掌握圆周运动相关的公式和计算方法3.能够运用所学知识解决圆周运动问题教学重点：1.学会如何计算圆周运动的速度和加速度2.理解圆周运动的力学原理3.掌握运用公式解决圆周运动问题的方法教学步骤：1.导入（5分钟）通过一段视频或实例引入圆周运动的概念，并让学生展开讨论。

2.概念讲解（15分钟）讲解圆周运动的定义、速度和加速度的计算公式，以及在圆周运动中的力学原理等内容。

3.练习（20分钟）让学生通过一些实例进行练习，巩固所学知识，并引导他们应用公式解决问题。

4.讨论和解答（10分钟）组织学生讨论和分享解题思路，解答他们可能遇到的问题。

5.作业布置（5分钟）布置相关作业，巩固学生对圆周问题的掌握程度。

反思范本：1. 教学目标达成情况：本堂课教学目标较为明确，学生掌握了圆周运动的基本概念和公式，并能够运用所学知识解决圆周运动问题。

但对于一些难题的解决方法还需要加强。

2. 教学方法反思：本堂课采用了讲解和练习相结合的教学方法，但在练习环节的设计上可能不够充分，需要更多的实例让学生练习。

3. 学生表现反思：学生在课上表现出了积极的学习态度，大部分学生能够较快地接受新知识和掌握相关技能。

但在解题过程中有的学生还存在一定困难，需要更多的练习和指导。

4. 教学改进建议：（1）增加练习环节，在课堂上让学生多进行实例练习，巩固所学知识。

（2）拓展应用题的讨论，引导学生思考更复杂的圆周问题，提高他们解决问题的能力。

（3）多与学生沟通交流，及时发现问题并给予指导，帮助学生更好地理解和掌握知识。

通过反思与改进，可以更好地提高教学效果，让学生在学习物理高中圆周问题时更加得心应手。

高中物理易错题专题三物理生活中的圆周运动(含解析)含解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A 点，自然状态时其右端位于B 点．D 点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ，其形状为半径R ＝0.45m 的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN 为其竖直直径，P 点到桌面的竖直距离为R ，P 点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R ．若用质量m 1＝0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点，用同种材料、质量为m 2＝0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放，物块过B 点后其位移与时间的关系为x ＝4t ﹣2t 2，物块从D 点飞离桌面后恰好由P 点沿切线落入圆轨道．g ＝10m/s 2，求：（1）质量为m 2的物块在D 点的速度；（2）判断质量为m 2＝0.2kg 的物块能否沿圆轨道到达M 点：（3）质量为m 2＝0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功. 【答案】（1）2.25m/s （2）不能沿圆轨道到达M 点 （3）2.7J 【解析】 【详解】（1）设物块由D 点以初速度v D 做平抛运动，落到P 点时其竖直方向分速度为：v y 22100.45gR =⨯⨯m/s ＝3m/sy Dv v =tan53°43=所以：v D ＝2.25m/s（2）物块在内轨道做圆周运动，在最高点有临界速度，则mg ＝m 2v R，解得：v 322gR ==m/s 物块到达P 的速度：22223 2.25P D y v v v =+=+＝3.75m/s若物块能沿圆弧轨道到达M 点，其速度为v M ，由D 到M 的机械能守恒定律得：()22222111cos5322M P m v m v m g R =-⋅+︒ 可得：20.3375M v =-，这显然是不可能的，所以物块不能到达M 点（3）由题意知x ＝4t -2t 2，物块在桌面上过B 点后初速度v B ＝4m/s ，加速度为：24m/s a =则物块和桌面的摩擦力：22m g m a μ= 可得物块和桌面的摩擦系数: 0.4μ=质量m 1＝0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点，由能量守恒可弹簧压缩到C 点具有的弹性势能为：p 10BC E m gx μ-=质量为m 2＝0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放，物块过B 点时，由动能定理可得：2p 2212BC B E m gx m v μ-=可得，2m BC x = 在这过程中摩擦力做功：12 1.6J BC W m gx μ=-=-由动能定理，B 到D 的过程中摩擦力做的功：W 2222201122D m v m v =- 代入数据可得：W 2＝-1.1J质量为m 2＝0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中摩擦力做的功12 2.7J W W W =+=-即克服摩擦力做功为2.7 J .2．如图所示，带有14光滑圆弧的小车A 的半径为R ，静止在光滑水平面上．滑块C 置于木板B 的右端，A 、B 、C 的质量均为m ，A 、B 底面厚度相同．现B 、C 以相同的速度向右匀速运动，B 与A 碰后即粘连在一起，C 恰好能沿A 的圆弧轨道滑到与圆心等高处．则：(已知重力加速度为g ) (1)B 、C 一起匀速运动的速度为多少？(2)滑块C 返回到A 的底端时AB 整体和C 的速度为多少？【答案】（1）023v gR =（2）123gRv =253gR v =【解析】本题考查动量守恒与机械能相结合的问题．(1)设B 、C 的初速度为v 0，AB 相碰过程中动量守恒，设碰后AB 总体速度u ，由02mv mu =，解得02v u =C 滑到最高点的过程： 023mv mu mu +='222011123222mv mu mu mgR +⋅=+'⋅ 解得023v gR =(2)C 从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中，满足水平方向动量守恒、机械能守恒，有01222mv mu mv mv +=+22220121111222222mv mu mv mv +⋅=+⋅ 解得：123gRv =，253gR v =3．如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的14光滑圆弧轨道AB ，与水平地面相切于B 点。

第三单元:圆周运动[内容和方法]本单元内容包括圆周运动的动力学部分和物体做圆周运动的能量问题,其核心内容是牛顿第二定律､机械能守恒定律等知识在圆周运动中的具体应用｡本单元中所涉及到的基本方法与第二单元牛顿定律的方法基本相同,只是在具体应用知识的过程中要注意结合圆周运动的特点:物体所受外力在沿半径指向圆心的合力才是物体做圆周运动的向心力,因此利用矢量合成的方法分析物体的受力情况同样也是本单元的基本方法;只有物体所受的合外力的方向沿半径指向圆心,物体才做匀速圆周运动｡根据牛顿第二定律合外力与加速度的瞬时关系可知,当物体在圆周上运动的某一瞬间的合外力指向圆心,我们仍可以用牛顿第二定律对这一时刻列出相应的牛顿定律的方程,如竖直圆周运动的最高点和最低点的问题｡另外,由于在具体的圆周运动中,物体所受除重力以外的合外力总指向圆心,与物体的运动方向垂直,因此向心力对物体不做功,所以物体的机械能守恒｡[例题分析]在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对物体做圆周运动时的受力情况不能做出正确的分析,特别是物体在水平面内做圆周运动,静摩擦力参与提供向心力的情况;对牛顿运动定律､圆周运动的规律及机械能守恒定律等知识内容不能综合地灵活应用,如对于被绳(或杆､轨道)束缚的物体在竖直面的圆周运动问题,由于涉及到多方面知识的综合,表现出解答问题时顾此失彼｡例1､一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的半径大得多),圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)｡A球的质量为m1,B球的质量为m2｡它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为v0｡设A球运动到最低点时,球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m1,m2,R与v0应满足关系式是｡【错解分析】错解:依题意可知在A球通过最低点时,圆管给A球向上的弹力N1为向心力,则有B球在最高点时,圆管对它的作用力N2为m2的向心力,方向向下,则有因为m2由最高点到最低点机械能守恒,则有错解形成的主要原因是向心力的分析中缺乏规范的解题过程｡没有做受力分析,导致漏掉重力,表面上看分析出了N1=N2,但实际并没有真正明白为什么圆管给m2向下的力｡总之从根本上看还是解决力学问题的基本功受力分析不过关｡【正确解答】首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图,如图4-1所示｡A球在圆管最低点必受向上弹力N1,此时两球对圆管的合力为零,m2必受圆管向下的弹力N2,且N1=N2｡据牛顿第二定律A球在圆管的最低点有同理m2在最高点有m2球由最高点到最低点机械能守恒【小结】比较复杂的物理过程,如能依照题意画出草图,确定好研究对象,逐一分析就会变为简单问题｡找出其中的联系就能很好地解决问题｡例2､使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点?【错解分析】错解:如图4-2所示,根据机械能守恒,小球在圆形轨道最高点A时的势能等于它在圆形轨道最低点B时的动能(以B点作为零势能位置),所以为从而得小球到达最高点A时的速度v A不能为零,否则小球早在到达A点之前就离开了圆形轨道｡要使小球到达A点(自然不脱离圆形轨道),则小球在A点的速度必须满足式中,N A为圆形轨道对小球的弹力｡上式表示小球在A点作圆周运动所需要的向心力由轨道对它的弹力和它本身的重力共同提供｡当N A=0时,【正确解答】以小球为研究对象｡小球在轨道最高点时,受重力和轨道给的弹力｡小球在圆形轨道最高点A时满足方程根据机械能守恒,小球在圆形轨道最低点B时的速度满足方程解(1),(2)方程组得轨道的最高点A｡例3､用长L=1.6m的细绳,一端系着质量M=1kg的木块,另一端挂在固定点上｡现有一颗质量m =20g的子弹以v1=500m/s的水平速度向木块中心射击,结果子弹穿出木块后以v2=100m/s的速度前进｡问木块能运动到多高?(取g =10m/s2,空气阻力不计)【错解分析】错解:在水平方向动量守恒,有mv1=Mv+mv2 (1)式①中v为木块被子弹击中后的速度｡木块被子弹击中后便以速度v开始摆动｡由于绳子对木块的拉力跟木块的位移垂直,对木块不做功,所以木块的机械能守恒,即h为木块所摆动的高度｡解①,②联立方程组得到v = 8(v/s)h = 3.2(m)这个解法是错误的｡h = 3.2m,就是木块摆动到了B点｡如图4-3所示｡则它在B点时的速度v B｡应满足方程这时木块的重力提供了木块在B点做圆周运动所需要的向心力｡解如果v B<4 m/s,则木块不能升到B点,在到达B点之前的某一位置以某一速度开始做斜向上抛运动｡而木块在B点时的速度v B=4m/s,是不符合机械能守恒定律的,木块在B点时的能量为(选A点为零势能点)两者不相等｡可见木块升不到B点,一定是h<3.2 m｡实际上,在木块向上运动的过程中,速度逐渐减小｡当木块运动到某一临界位置C时,如图4-4所示,木块所受的重力在绳子方向的分力恰好等于木块做圆周运动所需要的向心力｡此时绳子的拉力为零,绳子便开始松弛了｡木块就从这个位置开始,以此刻所具有的速度v c作斜上抛运动｡木块所能到达的高度就是C点的高度和从C点开始的斜上抛运动的最大高度之和｡【正确解答】如上分析,从式①求得v A= v = 8m/s｡木块在临界位置C时的速度为v c,高度为h′=L(1+cosθ)如图4-4所示,根据机械能守恒定律有木块从C点开始以速度v c做斜上抛运动所能达到的最大高度h″为【小结】物体能否做圆运动,不是我们想象它怎样就怎样,这里有一个需要的向心力和提供向心力能否吻合的问题,当需要能从实际提供中找到时,就可以做圆运动｡所谓需要就是符合牛顿第二定律F向= ma向的力,而提供则是实际中的力若两者不相等,则物体将做向心运动或者离心运动｡例4 假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动,则[ ] A.根据公式v=ωr,可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍｡D.根据上述选项B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减【错解分析】错解:选择A,B,C所以选择A,B,C正确｡A,B,C中的三个公式确实是正确的,但使用过程中A,【正确解答】正确选项为C,D｡A选项中线速度与半径成正比是在角速度一定的情况下｡而r变化时,角速度也变｡所以此选项不正确｡同理B选项也是如此,F∝1/r2是在v一定时,但此时v变化,故B选项错｡而C选项中G,M,m都是恒量,所以F∝【小结】物理公式反映物理规律,不理解死记硬背经常会出错｡使用中应理解记忆｡知道使用条件,且知道来拢去脉｡卫星绕地球运动近似看成圆周运动,万有引力提供向心力,由此将根据以上式子得出例5､从地球上发射的两颗人造地球卫星A和B,绕地球做匀速圆周运动的半径之比为R A∶R B=4∶1,求它们的线速度之比和运动周期之比｡设A,B两颗卫星的质量分别为m A,m B｡这里错在没有考虑重力加速度与高度有关｡根据万有引力定律知道:可见,在“错解”中把A,B两卫星的重力加速度g A,g B当作相同的g来处理是不对的｡【正确解答】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有【小结】我们在研究地球上的物体的运动时,地面附近物体的重力加速度近似看做是恒量｡但研究天体运动时,应注意不能将其认为是常量,随高度变化,g值是改变的｡例11､如图2-30,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计,盘内放一个物体P处于静止｡P的质量为12kg,弹簧的劲度系数k=800N/m｡现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动｡已知在前0.2s内F是变化的,在0.2s以后F是恒力,则F的最小值是多少,最大值是多少?【错解分析】错解:F最大值即N = 0时,F = ma+mg=210(N)错解原因是对题所叙述的过程不理解｡把平衡时的关系G = F+N,不自觉的贯穿在解题中｡【正确解答】解题的关键是要理解0.2s前F是变力,0.2s后F是恒力的隐含条件｡即在0.2s 前物体受力和0.2s以后受力有较大的变化｡以物体P为研究对象｡物体P静止时受重力G､称盘给的支持力N｡因为物体静止,∑F=0N = G = 0 ①N = kx0②设物体向上匀加速运动加速度为a｡此时物体P受力如图2-31受重力G,拉力F和支持力N′据牛顿第二定律有F+N′-G = ma ③当0.2s后物体所受拉力F为恒力,即为P与盘脱离,即弹簧无形变,由0~0.2s内物体的位移为x0｡物体由静止开始运动,则将式①,②中解得的x0= 0.15m代入式③解得a = 7.5m/s2F的最小值由式③可以看出即为N′最大时,即初始时刻N′=N = kx｡代入式③得F min= ma + mg-kx0=12×(7.5+10)-800×0.15=90(N)F最大值即N=0时,F = ma+mg = 210(N)【小结】本题若称盘质量不可忽略,在分析中应注意P物体与称盘分离时,弹簧的形变不为0,P物体的位移就不等于x0,而应等于x0-x(其中x即称盘对弹簧的压缩量)｡。

高中物理圆周运动易错题成因及解决方法圆周运动是高中物理学中重要的知识点，但是学生在学习这一知识点时经常会遇到困难，以致考试中出现很多易错的题目。

本文旨在讨论高中物理圆周运动易错题的成因及解决方法。

首先，高中物理圆周运动易错题的成因是学生对理论知识缺乏系统性研究。

高中物理圆周运动是由简单的描述到复杂的应用步骤组成，学生在学习过程中往往忽略了若干细节，从而导致圆周运动的理论基础不扎实，考试中出现一些易错的题目。

此外，高中物理圆周运动的内容涉及到多个物理概念和技术，如惯性、斥力、动量守恒定律等，学生在学习圆周运动过程中，由于理解难度较大，容易在详细的知识点上出现一些错误，从而导致考试中可能出现一些易错的题目。

其次，解决高中物理圆周运动易错题的方法有多种。

首先，教师可以选择形象化、系统化的教学方式，通过清晰的图片和表格等方式，让学生深入理解圆周运动的基本概念和相关定律，从而加强学生的理解能力，增强学生知识的积累，更好地掌握圆周运动的相关内容。

其次，可以增加实验教学，在实验中让学生更深刻地感受到重力、惯性和动量之间的内在关系，以便更完整地理解圆周运动的含义和原理，从而提高学生的学习效率和考试成绩。

此外，课堂上可以鼓励学生多参加讨论，让学生通过研讨交流圆周运动的相关知识，加深对理论的理解，更好地掌握和掌握圆周运动的基本概念和本质。

最后，教师应该提高考试设计水平。

考试如果只以一些理论描述作为考题，容易让学生受到枯燥乏味的影响，甚至会降低考试成绩。

因此，教师应该尽量创新考试方式，如改编真实的现象、生活情景等，深入理解物理知识的本质，从而提高学生应用圆周运动的能力，给学生带来良好的考试及学习体验。

以上是本文介绍的高中物理圆周运动易错题成因及解决方法，最终要达到一个目标：提高学生学习圆周运动的能力，从而更好地应对考试题目。

仅有知识的储备是不够的，更重要的是学习过程中培养学生的解题思路，从而帮助他们解决问题，取得更好的考试成绩。

难点之三 圆周运动的实例分析一、难点形成的原因1、对向心力和向心加速度的定义把握不牢固，解题时不能灵活的应用。

2、圆周运动线速度与角速度的关系及速度的合成与分解的综合知识应用不熟练，只是了解大概，在解题过程中不能灵活应用；3、圆周运动有一些要求思维长度较长的题目，受力分析不按照一定的步骤，漏掉重力或其它力，因为一点小失误，导致全盘皆错。

4、圆周运动的周期性把握不准。

5、缺少生活经验，缺少仔细观察事物的经历，很多实例知道大概却不能理解本质，更不能把物理知识与生活实例很好的联系起来。

二、难点突破（1）匀速圆周运动与非匀速圆周运动a.圆周运动是变速运动，因为物体的运动方向（即速度方向）在不断变化。

圆周运动也不可能是匀变速运动，因为即使是匀速圆周运动，其加速度方向也是时刻变化的。

b.最常见的圆周运动有：①天体（包括人造天体）在万有引力作用下的运动；②核外电子在库仑力作用下绕原子核的运动；③带电粒子在垂直匀强磁场的平面里在磁场力作用下的运动；④物体在各种外力（重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等）作用下的圆周运动。

c.匀速圆周运动只是速度方向改变，而速度大小不变。

做匀速圆周运动的物体，它所受的所有力的合力提供向心力，其方向一定指向圆心。

非匀速圆周运动的物体所受的合外力沿着半径指向圆心的分力，提供向心力，产生向心加速度；合外力沿切线方向的分力，产生切向加速度，其效果是改变速度的大小。

例1：如图3-1所示，两根轻绳同系一个质量m=0.1kg 的小球，两绳的另一端分别固定在轴上的A 、B 两处，上面绳AC 长L=2m ，当两绳都拉直时，与轴的夹角分别为30°和45°，求当小球随轴一起在水平面内做匀速圆周运动角速度为ω=4rad/s 时，上下两轻绳拉力各为多少？【审题】两绳张紧时，小球受的力由0逐渐增大时，ω可能出现两个临界值。

【解析】如图3-1所示，当BC 刚好被拉直，但其拉力T2恰为零，设此时角速度为ω1，AC 绳上拉力设为T1，对小球有：mg T =︒30cos 1 ①30sin L ωm =30sin T A B 211②代入数据得：s rad /4.21=ω，要使BC 绳有拉力，应有ω>ω1，当AC 绳恰被拉直，但其拉力T1恰为零，设此时角速度为ω2，BC 绳拉力为T2，则有mg T =︒45cos 2 ③T2sin45°=m 22ωLACsin30°④代入数据得：ω2=3.16rad/s 。

第三节圆周运动【知识清单】（一）匀速圆周运动的概念1、质点沿圆周运动，如果______________________________，这种运动叫做匀速圆周运动。

2、匀速圆周运动的各点速度不同，这是因为线速度的______时刻在改变。

（二）描述匀速圆周运动的物理量1、匀速圆周运动的线速度大小是指做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值。

方向沿着圆周在该点的切线方向。

2、匀速圆周运动的角速度是指做圆周运动的物体与圆心所连半径转过的角度跟所用时间的比值。

3、匀速圆周运动的周期是指____________________________所用的时间。

（三）线速度、角速度、周期1、线速度与角速度的关系是V=ωr ，角速度与周期的关系式是ω=2π/T。

2、质点以半径r=0.1m绕定点做匀速圆周运动，转速n=300r/min，则质点的角速度为_______rad/s,线速度为_______m/s。

3、钟表秒针的运动周期为_______s，频率为_______Hz，角速度为_______rad/s。

（四）向心力、相信加速度1、向心力是指质点做匀速圆周运动时，受到的总是沿着半径指向圆心的合力，是变力。

2、向心力的方向总是与物体运动的方向_______，只是改变速度的_______，不改变线速度的大小。

3、在匀速圆周运动中，向心加速度的_______不变，其方向总是指向_______，是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。

4、向心加速度是由向心力产生的，在匀速圆周运动中，它只描述线速度方向变化的快慢。

5、向心力的表达式_______________。

向心加速度的表达式_______________。

6、向心力是按照效果命名的力，任何一个力或几个力的合力，只要它的作用效果是使物体产生_______，它就是物体所受的向心力。

7、火车拐弯时，如果在拐弯处内外轨的高度一样，则火车拐弯所需的向心力由轨道对火车的弹力来提供，如果在拐弯处外轨高于内轨，且据转弯半径和规定的速度，恰当选择内外轨的高度差，则火车所需的向心力完全由__________和________的合力来提供。

高中物理圆周运动易错题成因及解决方法高中物理课程中，学生们经常会碰到有关圆周运动的试题，但是却经常出现一些错误，有时是理解错误，有时是推导错误，这种情况非常让人头疼。

那么，究竟是什么原因导致了这样的易错题呢？有什么办法来帮助学生正确解答圆周运动问题呢？一、圆周运动易错题的成因1、理解不足：圆周运动是一种复杂的物理问题，要正确理解其中蕴含的物理原理，许多学生存在理解不足，例如不理解动量的定义、动能的含义等，从而导致圆周运动问题的解答错误。

2、思维层次不够深入：绝大多数学生对圆周运动的理解停留在简单形式的数学推导，而没有很好地运用物理概念进行探究，例如缺乏对重力力和受力的深刻认识，以及缺乏对圆周运动周期和能量转换的敏而深的观察。

3、不够系统的学习：绝大多数学生缺乏对圆周运动的系统研究和深入理解，虽然有必要的记忆知识，但缺乏对基本原理和相互关系的把握。

二、解决方法1、充分理解相关物理概念：要想正确解答圆周运动题，首先需要学生掌握和理解物理学中的相关概念，例如平抛运动，动量，动能，势能等概念，学会如何正确表述基本物理原理。

2、加深思维层次：思维能力才是学习的核心，学生可以通过不断的实践和练习，去加深思考，正确把握力学原理，不断突破局限，加深对圆周运动的理解。

3、多练习：掌握圆周运动的试题需要不断的实践，多做试题，多练习，不断归纳，提升自己对圆周运动的掌握能力，例如多用轨迹方程，把握细节，再加上相关公式，多熟悉它们之间的相互关系。

四、总结圆周运动是一个比较复杂的物理概念，即使有一定的理解，也不一定就能正确化解试题。

易错题的成因主要是学生在理解和思维层次上缺乏深入，同时缺乏对圆周运动的系统研究和深入理解。

要正确解答圆周运动问题，需要学生充分理解和掌握相关的物理概念，加深思维层次，多做练习，不断提升自己的掌握能力。

ʏ杨宗礼圆周运动是一种特殊形式的曲线运动,圆周运动涉及的概念繁多,规律复杂,同学们稍不注意就会出错㊂下面结合典型例题分析出错原因,给出正确求解过程,希望能够帮助同学们成功避开易犯错误㊂一㊁错误地认为物体做圆周运动受到的合外力一定指向圆心图1例1 如图1所示,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮随圆盘一起转动(俯视沿逆时针方向)㊂某段时间内圆盘的转速不断增大,但橡皮仍相对圆盘静止㊂在这段时间内,如图2所示的橡皮所受合外力F 方向的四种表示(俯视图)中正确的是( )㊂图2易错分析:认为橡皮做圆周运动时受到的合外力一定指向圆心,而选B ㊂正解:做曲线运动的物体所受合外力的方向指向曲线弯曲的内侧㊂橡皮随圆盘做加速圆周运动,摩擦力沿半径方向的分力提供向心力,摩擦力沿切线方向的分力改变速度的大小,因此这两个分力的合力(摩擦力)不沿半径方向指向圆心㊂答案:C橡皮随圆盘加速转动,橡皮既有沿法线方向(半径方向)远离圆心的运动趋势,又有沿切线方向滞后运动的趋势,因此橡皮相对圆盘的运动趋势既不沿法线方向,也不沿切线方向,而是介于二者之间㊂橡皮所受静摩擦力的方向与其相对圆盘运动趋势的方向相反㊂二㊁片面分析匀速圆周运动的临界问题 图3例2 如图3所示,细绳一端系着静止在水平盘面上质量M =0.6k g 的物体A ,另一端通过光滑小孔吊着质量m =0.3k g 的物体B ,物体A 的中心与小孔间的距离r =0.2m ,物体A 和水平盘面间的最大静摩擦力为2N ,取重力加速度g =10m /s2㊂现使水平盘绕中心轴转动,物体B 处于静止状态,则角速度ω的取值范围为( )㊂A .2.9r a d /s ɤωɤ6.5r a d /sB .ωȡ6.5r a d /sC .2.9r a d /s ɤωɤ5r a d /sD .5r a d /s ɤωɤ6.5r a d /s易错分析:仅考虑静摩擦力大小发生变化,没有考虑到静摩擦力方向也可能发生变化,认为水平盘面对物体A 的静摩擦力方向始终背向圆心,当静摩擦力等于最大静摩擦力时,角速度ω取最小值2.9r a d /s ,当静摩擦力等于0时,角速度ω取最大值5r a d /s ,而选C ㊂正解:物体A 和水平盘面保持相对静止,当角速度ω取最小值时,物体A 有向着圆心O 运动的趋势,水平盘面对物体A 的静摩擦力方向背向圆心,且等于最大静摩擦力F m a x =2N ㊂设细绳的张力为F ,则对物体B 有F =m g =3N ,对物体A 有F -F m a x =M ω2m i n r ,解得ωm i n =2.9r a d /s ㊂物体A 和水平盘面保持相对静止,当角速度ω取最大值时,物体A 有远离圆心O 运动的趋势,水平盘面对物体A 的静摩擦力方向指向圆心,且等于最大静摩擦力F m a x =2N ㊂细绳的张力F =m g =3N ,对物体A 有F +F m a x =M ω2m a x r ,解得ωm a x =6.5r a d /s ㊂因此角速度ω的取值范围是2.9r a d /s ɤωɤ6.5r a d /s㊂答案:A53物理部分㊃易错题归类剖析高一使用 2022年2月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.分析圆周运动的临界问题,需要明确物体的极限状态,找出临界条件㊂物体受静摩擦力作用时,需要注意静摩擦力的大小和方向均随转速的变化而发生变化,当静摩擦力达到最大值时,物体达到极限状态,对应的运动参量也达到临界值㊂三㊁忽视匀速圆周运动的周期性而漏解图4例3如图4所示,小球A在半径R=1πm的光滑圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h=1.25m处,有一小球B沿O a方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与小球A相碰㊂取重力加速度g=10m/s2,则小球A做匀速圆周运动的速度为()㊂A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s易错分析:忽视匀速圆周运动的周期性,认为小球A做匀速圆周运动的周期等于小球B做平抛运动的时间,即2πRv=2hg,解得v=4m/s,而只选B㊂正解:只要在小球B落至a点时小球A同时也到达a点,两小球就相碰㊂小球B做平抛运动落至a点所需的时间t B=2hg,考虑到小球A做匀速圆周运动的周期性,小球A运动至a点所需的时间t A=2kπRv(k=1,2,3, ),根据t A=t B,解得v=2kπR g2h=4k m/s(k=1,2,3, )㊂当k=1时,v=4m/s;当k=2时,v=8m/s;当k=3时,v=12m/s;答案:B D求解本题的关键是知道小球B做平抛运动的时间由高度决定,小球A做匀速圆周运动具有周期性,两小球相遇,运动时间相等㊂四㊁思维定式,错误迁移例4设想在我国的天和核心舱内微重力环境下,航天员做了一个物理实验:如图5所示,将长为l的细线一端固定,另一端系一图5个小球,拉直细线,让小球在B点以垂直于细线的速度v0开始做圆周运动,A为圆周的最高点,B为圆周的最低点㊂设天和核心舱内的重力加速度为g'(极小),在小球运动的过程中,下列说法正确的是()㊂A.小球做匀速圆周运动B.细线拉力的大小不断变化C.只要v0>0,小球都能通过A点D.只有v0ȡ5g'l,小球才能通过A点易错分析:照搬地面附近重力环境下竖直平面内圆周运动的绳模型的运动规律,而选B或D㊂正解:在天和核心舱内微重力环境下,重力加速度g'极小,小球受到的重力可以忽略不计,小球处于完全失重状态,只要给小球一个初速度,细线拉力时刻与速度方向垂直,只改变速度的方向不改变速度的大小,因此小球在竖直平面内做匀速圆周运动,选项A正确㊂根据F=mv2l可知,v与l不变,细线拉力的大小不变,选项B错误㊂小球做匀速圆周运动时,细线的拉力提供向心力,只要v0>,小球都能通过A点,选项C正确,D错误㊂答案:A C在天和核心舱内微重力环境下,小球只受细线拉力作用而在竖直平面内做匀速圆周运动;在地面附近的重力环境下,小球受到重力和细线拉力两个力的作用而在竖直平面内做变速圆周运动㊂两种情况完全不同,不能照搬地面上小球的运动规律分析判断微重力环境下小球的受力情况和运动情况㊂物理公式反映物理规律,若不知道公式的来龙去脉,只知道死记硬背,生搬硬套,则势必会犯各种错误㊂作者单位:湖南省岳阳市湘阴县第一中学(责任编辑张巧) 63物理部分㊃易错题归类剖析高一使用2022年2月Copyright©博看网. All Rights Reserved.。

高考物理易错题专题三物理生活中的圆周运动(含解析)及解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，倾角为45α=︒的粗糙平直导轨与半径为r 的光滑圆环轨道相切，切点为b ，整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为H =3r 的d 处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从最高点a 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的c 点. 已知圆环最低点为e 点，重力加速度为g ，不计空气阻力. 求： （1）小滑块在a 点飞出的动能； （）小滑块在e 点对圆环轨道压力的大小；（3）小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. （计算结果可以保留根号）【答案】（1）12k E mgr =；（2）F ′=6mg ；（3）42μ-= 【解析】 【分析】 【详解】（1）小滑块从a 点飞出后做平拋运动： 2a r v t = 竖直方向：212r gt = 解得：a v gr =小滑块在a 点飞出的动能21122k a E mv mgr == （2）设小滑块在e 点时速度为m v ，由机械能守恒定律得：2211222m a mv mv mg r =+⋅ 在最低点由牛顿第二定律：2m mv F mg r-= 由牛顿第三定律得：F ′=F 解得：F ′=6mg（3）bd 之间长度为L ，由几何关系得：()221L r =从d 到最低点e 过程中，由动能定理21cos 2m mgH mg L mv μα-⋅= 解得4214μ-=2．如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径R =0.6m,平台上静止放置着两个滑块A 、B ,m A =0.1kg,m B =0.2kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车,静止在光滑的水平地面上．小车质量为M =0.3kg,车面与平台的台面等高,小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q 点,小车的上表面左端点P 与Q 点之间是粗糙的,PQ 间距离为L 滑块B 与PQ 之间的动摩擦因数为μ=0.2,Q 点右侧表面是光滑的．点燃炸药后,A 、B 分离瞬间A 滑块获得向左的速度v A =6m/s,而滑块B 则冲向小车．两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s 2．求:(1)滑块A 在半圆轨道最高点对轨道的压力;(2)若L =0.8m,滑块B 滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；(3)要使滑块B 既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则小车上PQ 之间的距离L 应在什么范围内【答案】（1）1N ，方向竖直向上（2）0.22P E J =（3）0．675m ＜L ＜1．35m 【解析】 【详解】(1)A 从轨道最低点到轨道最高点由机械能守恒定律得：2211222A A A A m v m v m g R -=⨯ 在最高点由牛顿第二定律：2A N A v m g F m R+=滑块在半圆轨道最高点受到的压力为：F N =1N由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为1N ，方向向上 （2）爆炸过程由动量守恒定律：A AB B m v m v =解得：v B =3m/s滑块B 冲上小车后将弹簧压缩到最短时，弹簧具有最大弹性势能，由动量守恒定律可知：)B B B m v m M v =+共（由能量关系：2211()-22P B B B B E m v m M v m gL μ=-+共 解得E P =0.22J(3)滑块最终没有离开小车，滑块和小车具有共同的末速度，设为u ，滑块与小车组成的系统动量守恒，有：)B B B m v m M v =+（若小车PQ 之间的距离L 足够大，则滑块还没与弹簧接触就已经与小车相对静止， 设滑块恰好滑到Q 点，由能量守恒定律得：22111()22B B B B m gL m v m M v μ=-+联立解得：L 1=1.35m若小车PQ 之间的距离L 不是很大，则滑块必然挤压弹簧，由于Q 点右侧是光滑的，滑块必然被弹回到PQ 之间，设滑块恰好回到小车的左端P 点处，由能量守恒定律得：222112()22B B B B m gL m v m M v μ=-+ 联立解得：L 2=0.675m综上所述，要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，PQ 之间的距离L 应满足的范围是0.675m ＜L ＜1.35m3．如图所示，一根长为0.1 m 的细线，一端系着一个质量是0.18kg 的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40 N ．求： （1）线断裂的瞬间，线的拉力； （2）这时小球运动的线速度；（3）如果桌面高出地面0.8 m ，线断裂后小球沿垂直于桌子边缘的方向水平飞出去落在离桌面的水平距离．【答案】（1）线断裂的瞬间，线的拉力为45N；（2）线断裂时小球运动的线速度为5m/s；（3）落地点离桌面边缘的水平距离2m．【解析】【分析】【详解】(1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用;重力mg、桌面弹力F N和细线的拉力F,重力mg和弹力F N平衡，线的拉力提供向心力，有：F N=F=mω2R，设原来的角速度为ω0,线上的拉力是F0,加快后的角速度为ω,线断时的拉力是F1，则有：F1:F0=ω2: 2ω=9:1，又F1=F0+40N，所以F0=5N,线断时有：F1=45N.(2)设线断时小球的线速度大小为v,由F1=2vmR，代入数据得：v=5m/s.(3)由平抛运动规律得小球在空中运动的时间为：t 220.810hsg⨯==0.4s，则落地点离桌面的水平距离为：x=vt=5×0.4=2m.4．如图所示，水平长直轨道AB与半径为R=0.8m的光滑14竖直圆轨道BC相切于B，BC与半径为r=0.4m的光滑14竖直圆轨道CD相切于C，质量m=1kg的小球静止在A点，现用F=18N的水平恒力向右拉小球，在到达AB中点时撤去拉力，小球恰能通过D点．已知小球与水平面的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．求：（1）小球在D 点的速度v D 大小； （2）小球在B 点对圆轨道的压力N B 大小； （3）A 、B 两点间的距离x ．【答案】(1)2/D v m s = （2）45N (3)2m 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球恰好过最高点D ，有：2Dv mg m r=解得：2m/s D v = （2）从B 到D ，由动能定理：2211()22D B mg R r mv mv -+=- 设小球在B 点受到轨道支持力为N ，由牛顿定律有：2Bv N mg m R-=N B =N联解③④⑤得：N =45N （3）小球从A 到B ，由动能定理：2122B x Fmgx mv μ-= 解得：2m x =故本题答案是：(1)2/D v m s = （2）45N (3)2m 【点睛】利用牛顿第二定律求出速度，在利用动能定理求出加速阶段的位移，5．如图甲所示，轻质弹簧原长为2L ，将弹簧竖直放置在水平地面上，在其顶端将一质量为5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为L ．现将该弹簧水平放置，如图乙所示．一端固定在A 点，另一端与物块P 接触但不连接．AB 是长度为5L 的水平轨道，B 端与半径为L 的光滑半圆轨道BCD 相切，半圆的直径BD 在竖直方向上．物块P 与AB 间的动摩擦因数0.5μ=，用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度为L 处，然后释放P ，P 开始沿轨道运动，重力加速度为g ．（1）求当弹簧压缩至长度为L 时的弹性势能p E ；（2）若P 的质量为m ，求物块离开圆轨道后落至AB 上的位置与B 点之间的距离； （3）为使物块P 滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回，求物块P 的质量取值范围．【答案】(1)5P E mgL = (2) 22S L = (3)5532m M m ＃ 【解析】 【详解】（1）由机械能守恒定律可知：弹簧长度为L 时的弹性势能为（2）设P 到达B 点时的速度大小为，由能量守恒定律得：设P 到达D 点时的速度大小为，由机械能守恒定律得：物体从D 点水平射出，设P 落回到轨道AB 所需的时间为θ θ 22S L =（3）设P 的质量为M ，为使P 能滑上圆轨道，它到达B 点的速度不能小于零 得54mgL MgL μ> 52M m <要使P 仍能沿圆轨道滑回，P 在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C ，得212BMv MgL '≤ 2142p BE Mv MgL μ='+6．如图所示，一质量为m的小球C用轻绳悬挂在O点，小球下方有一质量为2m的平板车B静止在光滑水平地面上，小球的位置比车板略高，一质量为m的物块A以大小为v0的初速度向左滑上平板车，此时A、C间的距离为d，一段时间后，物块A与小球C发生碰撞，碰撞时两者的速度互换，且碰撞时间极短，已知物块与平板车间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，若A碰C之前物块与平板车已达共同速度，求：（1）A、C间的距离d与v0之间满足的关系式；（2）要使碰后小球C能绕O点做完整的圆周运动，轻绳的长度l应满足什么条件？【答案】（1）；（2）【解析】（1）A碰C前与平板车速度达到相等，设整个过程A的位移是x，由动量守恒定律得由动能定理得：解得满足的条件是（2）物块A与小球C发生碰撞，碰撞时两者的速度互换，C以速度v开始做完整的圆周运动，由机械能守恒定律得小球经过最高点时，有解得【名师点睛】A碰C前与平板车速度达到相等，由动量守恒定律列出等式；A减速的最大距离为d，由动能定理列出等式，联立求解。

高中物理名师教案-《圆周运动》优秀教学设计优秀教案一、教学目标1.让学生理解圆周运动的基本概念，掌握圆周运动的描述方法。

2.通过实验和观察，让学生了解圆周运动的特点和规律。

3.培养学生的实验操作能力和分析问题的能力。

二、教学内容1.圆周运动的基本概念2.圆周运动的描述方法3.圆周运动的实验探究三、教学重点与难点1.教学重点：圆周运动的基本概念和描述方法，圆周运动的实验探究。

2.教学难点：圆周运动的向心力、角速度、线速度的关系。

四、教学过程第一课时一、导入新课1.利用多媒体展示生活中常见的圆周运动现象，如旋转木马、自行车轮等，引导学生关注圆周运动。

2.提问：同学们，你们知道圆周运动吗？它有什么特点？二、探究圆周运动的基本概念1.讲解圆周运动的概念，引导学生理解圆周运动是一种曲线运动。

2.分析圆周运动的运动轨迹，让学生明白圆周运动轨迹是圆。

3.讲解圆周运动中的几个基本物理量：半径、角速度、线速度、周期等。

三、圆周运动的描述方法1.介绍圆周运动的描述方法：极坐标、直角坐标、自然坐标。

2.通过实例，让学生学会使用极坐标描述圆周运动。

四、圆周运动的实验探究1.设计实验：利用圆规、直尺、三角板等工具，让学生在纸上画出圆周运动轨迹。

2.学生分组实验，观察圆周运动的特点，记录实验数据。

3.分析实验数据，得出圆周运动的规律。

第二课时一、复习导入1.回顾上节课的内容，提问：圆周运动的基本概念和描述方法是什么？二、圆周运动的向心力1.讲解向心力的概念，引导学生理解向心力是使物体沿圆周运动的力。

2.分析向心力的来源，让学生明白向心力是由物体受到的合外力提供的。

3.探讨向心力与半径、角速度、线速度的关系。

三、圆周运动的角速度1.讲解角速度的概念，让学生理解角速度是描述圆周运动快慢的物理量。

2.分析角速度与线速度的关系，让学生掌握角速度的计算方法。

四、圆周运动的线速度1.讲解线速度的概念，让学生理解线速度是描述圆周运动物体在圆周上某一点的速度。

查补易混易错点06圆周运动1.巧记知识1易错易混知识大全知识点一描述圆周运动的物理量1.描述圆周运动的物理量定义、意义公式、单位线速度(v)①描述圆周运动的物体运动快慢的物理量②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切①v=ΔsΔt(定义式)=2πrT(与周期的关系)②单位：m/s角速度(ω)①描述物体绕圆心转动快慢的物理量②是矢量，但不研究其方向①ω=ΔθΔt(定义式)=2πT(与周期的关系)②单位：rad/s③ω与v的关系：v=ωr周期(T)转速(n)频率(f)①周期是物体沿圆周运动一周所用的时间，周期的倒数为频率②转速是单位时间内物体转过的圈数①T=2πrv=1f(与频率的关系)②T的单位：sn的单位：r/s、r/minf的单位：Hz向心加速度(an)①描述线速度方向变化快慢的物理量②方向指向圆心①an=v2r=ω2r=4π2T2r=ωv②单位：m/s22.匀速圆周运动(1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，所做的运动就是匀速圆周运动.(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动.(3)条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心.圆周运动的动力学问题1.匀速圆周运动的向心力(1)作用效果向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小.(2)大小Fn=m v2r=mrω2=m4π2T2r=mωv.(3)方向始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力.(4)来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供.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，就做逐渐远离圆心的运动.(2)受力特点(如图)①当F=0时，物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动.②当0<F<mrω2时，物体逐渐远离圆心，做离心运动.③当F>mrω2时，物体逐渐向圆心靠近，做近心运动.(3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动需要的向心力.知识点三实验：探究影响向心力大小的因素实验方案一　用绳和沙袋定性研究如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体)，在离小沙袋重心40cm的地方打一个绳结A，在离小沙袋重心80cm的地方打另一个绳结B.同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作：步骤1：手握绳结A，如图乙所示，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周．体会此时绳子拉力的大小．步骤2：手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周．体会此时绳子拉力的大小．步骤3：改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周．体会此时绳子拉力的大小．步骤1和步骤2两者相比，可以比较在半径相同的情况下，向心力大小与角速度的关系．步骤1和步骤3两者相比，可以比较在角速度相同的情况下，向心力大小与半径的关系．实验方案二　利用向心力演示器探究向心力演示器如图所示．转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动．皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小．1．皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，小球转动半径和转动角速度相同时，可以探究向心力与小球质量的关系．2．皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，小球转动角速度和质量相同时，可以探究向心力与转动半径的关系．3．皮带套在塔轮2、3的不同半径的圆盘上，小球质量相同、转动半径相同时，可以探究向心力与角速度的关系．实验方案三　利用力传感器和光电传感器探究如图所示，利用力传感器测量重物做圆周运动的向心力，利用天平、刻度尺、光电传感器分别测量重物的质量m，做圆周运动的半径r及角速度ω.实验过程中，力传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示力的大小．光电传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示挡光条挡光的时间，由挡光条的宽度和挡光条做圆周运动的半径，可得到重物做圆周运动的角速度．实验时采用控制变量的方法，分别研究向心力与质量、半径、角速度的关系．实验结论：向心力大小与物体的质量成正比，与角速度的平方成正比，与转动半径成正比．2真题演练1(2021·北京·高考真题)如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。

高考物理易错题专题三物理生活中的圆周运动(含解析)及解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着A 、B 两个物块，转盘中心O 处固定一力传感器，它们之间用细线连接．已知1kg A B m m ==两组线长均为0.25m L =．细线能承受的最大拉力均为8m F N =．A 与转盘间的动摩擦因数为10.5μ=，B 与转盘间的动摩擦因数为20.1μ=，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块和力传感器均视为质点，转盘静止时细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度勾速转动时，传感器上就会显示相应的读数F ，g 取210m/s ．求：（1）当AB 间细线的拉力为零时，物块B 能随转盘做匀速转动的最大角速度； （2）随着转盘角速度增加，OA 间细线刚好产生张力时转盘的角速度；（3）试通过计算写出传感器读数F 随转盘角速度ω变化的函数关系式，并在图乙的坐标系中作出2F ω-图象．【答案】（1）12/rad s ω= （2）222/rad s ω= （3）2252/m rad s ω=【解析】对于B ，由B 与转盘表面间最大静摩擦力提供向心力，由向心力公式有：2212B B m g m L μω=代入数据计算得出：12/rad s ω=（2）随着转盘角速度增加，OA 间细线中刚好产生张力时，设AB 间细线产生的张力为T ，有：212A A m g T m L μω-=2222B B T m g m L μω+=代入数据计算得出：222/rad s ω= （3）①当2228/rad s ω≤时，0F =②当2228/rad s ω≥，且AB 细线未拉断时，有：21A A F m g T m L μω+-= 222B B T m g m L μω+=8T N ≤所以：2364F ω=-；222228/18/rad s rad s ω≤≤ ③当218ω>时，细线AB 断了，此时A 受到的静摩擦力提供A 所需的向心力，则有：21A A m g m w L μ≥所以：2222218/20/rad s rad s ω<≤时，0F =当22220/rad s ω>时，有21A A F m g m L μω+=8F N ≤所以：2154F ω=-；2222220/52/rad s rad s ω<≤ 若8m F F N ==时，角速度为：22252/m rad s ω=做出2F ω-的图象如图所示；点睛：此题是水平转盘的圆周运动问题，解决本题的关键正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定律进行求解．2．如图所示，水平传送带AB 长L=4m ，以v 0=3m/s 的速度顺时针转动，半径为R=0.5m 的光滑半圆轨道BCD 与传动带平滑相接于B 点，将质量为m=1kg 的小滑块轻轻放在传送带的左端．已，知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3，取g=10m/s 2，求:(1)滑块滑到B 点时对半圆轨道的压力大小；(2)若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，滑块在传送带最左端的初速度最少为多大． 【答案】（1）28N.（2）7m/s 【解析】 【分析】（1）物块在传送带上先加速运动，后匀速，根据牛顿第二定律求解在B 点时对轨道的压力；（2）滑块到达最高点时的临界条件是重力等于向心力，从而求解到达D 点的临界速度，根据机械能守恒定律求解在B 点的速度；根据牛顿第二定律和运动公式求解A 点的初速度. 【详解】（1）滑块在传送带上运动的加速度为a=μg=3m/s 2；则加速到与传送带共速的时间01v t s a == 运动的距离：211.52x at m ==， 以后物块随传送带匀速运动到B 点，到达B 点时，由牛顿第二定律：2v F mg m R-= 解得F=28N ，即滑块滑到B 点时对半圆轨道的压力大小28N.（2）若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，则在最高点的速度满足：mg=m 2Dv R解得v D 5； 由B 到D ，由动能定理：2211222B D mv mv mg R =+⋅ 解得v B =5m/s>v 0可见，滑块从左端到右端做减速运动，加速度为a=3m/s 2，根据v B 2=v A 2-2aL 解得v A =7m/s3．如图所示，光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在B 点相接，导轨半径为R ．一个质量为m 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C 点．试求：（1）弹簧开始时的弹性势能．（2）物体从B点运动至C点克服阻力做的功．（3）物体离开C点后落回水平面时的速度大小．【答案】(1)3mgR (2)0.5mgR (3)52 mgR【解析】试题分析：（1）物块到达B点瞬间，根据向心力公式有：解得：弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能，所以有（2）物块恰能到达C点，重力提供向心力，根据向心力公式有：所以：物块从B运动到C，根据动能定理有：解得：（3）从C点落回水平面，机械能守恒，则：考点：本题考查向心力，动能定理，机械能守恒定律点评：本题学生会分析物块在B点的向心力，能熟练运用动能定理，机械能守恒定律解相关问题．4．如图甲所示，轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在水平地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为L．现将该弹簧水平放置，如图乙所示．一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD在竖直方向上．物块P与AB 间的动摩擦因数0.5μ=，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度为L处，然后释放P，P 开始沿轨道运动，重力加速度为g．（1）求当弹簧压缩至长度为L时的弹性势能pE；（2）若P的质量为m，求物块离开圆轨道后落至AB上的位置与B点之间的距离；（3）为使物块P滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回，求物块P的质量取值范围．【答案】(1)5P E mgL = (2) 22S L = (3)5532m M m ＃ 【解析】 【详解】（1）由机械能守恒定律可知：弹簧长度为L 时的弹性势能为（2）设P 到达B 点时的速度大小为，由能量守恒定律得：设P 到达D 点时的速度大小为，由机械能守恒定律得：物体从D 点水平射出，设P 落回到轨道AB 所需的时间为θ θ 22S L =（3）设P 的质量为M ，为使P 能滑上圆轨道，它到达B 点的速度不能小于零 得54mgL MgL μ> 52M m <要使P 仍能沿圆轨道滑回，P 在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C ，得212BMv MgL '≤ 2142p BE Mv MgL μ='+5．如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB 是一长为2R 的竖直细管，上半部BC 是半径为R 的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB 管内有一原长为R 、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R 后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m 的鱼饵到达管口C 时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g ．求： (1)质量为m 的鱼饵到达管口C 时的速度大小v 1; (2)弹簧压缩到0.5R 时的弹性势能E p ;(3)已知地面欲睡面相距1.5R ，若使该投饵管绕AB 管的中轴线OO ' 。

高中物理圆周运动教案2020高中物理圆周运动教案大全一圆周运动一、考纲要求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;了解物体做离心运动的条件.二、知识梳理1.描述圆周运动的物理量(1)线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量.v= = .(2)角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量.ω= = .(3)周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量.T= ，T= .(4)向心加速度：描述速度方向变化快慢的物理量.an=rω2= =ωv= r.2.向心力(1)作用效果：产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小.(2)大小：F=m =mω2r=m =mωv=4π2mf2r(3)方向：总是沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力.(4)来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供.3.匀速圆周运动与非匀速圆周运动(1)匀速圆周运动①定义：线速度大小不变的圆周运动 .②性质：向心加速度大小不变，方向总是指向圆心的变加速曲线运动.③质点做匀速圆周运动的条件合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心.(2)非匀速圆周运动①定义：线速度大小、方向均发生变化的圆周运动.②合力的作用a.合力沿速度方向的分量Ft产生切向加速度，Ft=mat，它只改变速度的方向.b.合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fn=man，它只改变速度的大小.4.离心运动(1)本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向.(2)受力特点(如图所示)①当F=mrω2时，物体做匀速圆周运动;②当F=0时，物体沿切线方向飞出;③当F为实际提供的向心力.④当F>mrω2时，物体逐渐向圆心靠近，做向心运动.三、要点精析1.圆周运动各物理量间的关系2.对公式v=ωr和a= =ω2r的理解(1)由v=ωr知，r一定时，v与ω成正比;ω一定时，v与r成正比;v一定时，ω与r成反比.(2)由a= =ω2r知，在v一定时，a与r成反比;在ω一定时，a与r成正比.3.常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图甲、乙所示，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：如图甲所示，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：如图乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA=ωB.4.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.5.向心力的确定(1)先确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置.(2)再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.6.圆周运动中的临界问题临界问题广泛地存在于中学物理中，解答临界问题的关键是准确判断临界状态，再选择相应的规律灵活求解，其解题步骤为：(1)判断临界状态：有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点;若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界状态;若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点也往往是临界状态.(2)确定临界条件：判断题述的过程存在临界状态之后，要通过分析弄清临界状态出现的条件，并以数学形式表达出来.(3)选择物理规律：当确定了物体运动的临界状态和临界条件后，对于不同的运动过程或现象，要分别选择相对应的物理规律，然后再列方程求解.7.竖直平面内圆周运动的“轻绳、轻杆”[模型概述]在竖直平面内做圆周运动的物体，运动至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，沿内轨道的“过山车”等)，称为“轻绳模型”;二是有支撑(如球与杆连接，小球在弯管内运动等)，称为“轻杆模型”.[模型条件](1)物体在竖直平面内做变速圆周运动.(2)“轻绳模型”在轨道最高点无支撑，“轻杆模型”在轨道最高点有支撑.[模型特点]该类问题常有临界问题，并伴有“最大”“最小”“刚好”等词语，现对两种模型分析比较如下：绳模型杆模型常见类型均是没有支撑的小球均是有支撑的小球过最高点的临界条件由mg=m 得v临= 由小球恰能做圆周运动得v临=0 讨论分析 (1)过最高点时，v≥ ，FN+mg=m ，绳、圆轨道对球产生弹力FN(2)不能过最高点时，v< ，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道 (1)当v=0时，FN=mg，FN为支持力，沿半径背离圆心(2)当0 时，FN+mg=m ，FN指向圆心并随v的增大而增大四、典型例题1.质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点，绳长分别为la、lb，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，则(? )A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动B.在绳b被烧断瞬间，绳a中张力突然增大C.若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D.绳b未被烧断时，绳a的拉力大于mg，绳b的拉力为mω2lb 答案BC解析根据题意，在绳b被烧断之前，小球绕BC轴做匀速圆周运动，竖直方向上受力平衡，绳a的拉力等于mg，D错误;绳b被烧断的同时轻杆停止转动，此时小球具有垂直平面ABC向外的速度，小球将在垂直于平面ABC的平面内运动，若ω较大，则在该平面内做圆周运动，若ω较小，则在该平面内来回摆动，C 正确，A错误;绳b被烧断瞬间，绳a的拉力与重力的合力提供向心力，所以拉力大于小球的重力，绳a中的张力突然变大了，B正确.2.下列关于匀速圆周运动的说法，正确的是(? )A.匀速圆周运动的速度大小保持不变，所以做匀速圆周运动的物体没有加速度B.做匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向时刻都在改变，所以必有加速度C.做匀速圆周运动的物体，加速度的大小保持不变，所以是匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动加速度的方向时刻都在改变，所以匀速圆周运动一定是变加速曲线运动答案BD解析速度和加速度都是矢量，做匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向时刻在改变，速度时刻发生变化，必然具有加速度.加速度大小虽然不变，但方向时刻在改变，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动.故本题选B、D.3.雨天野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”.如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来.如图所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则(? )A.泥巴在图中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度B.泥巴在图中的b、d位置时最容易被甩下来C.泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来D.泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来答案C解析当后轮匀速转动时，由a=Rω2知a、b、c、d四个位置的向心加速度大小相等，A错误.在角速度ω相同的情况下，泥巴在a点有Fa+mg=mω2R，在b、d两点有Fb=Fd=mω2R，在c点有Fc-mg=mω2R.所以泥巴与轮胎在c位置的相互作用力最大，最容易被甩下来，故B、D错误，C正确.4.如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算该女运动员(? )A.受到的拉力为 GB.受到的拉力为2GC.向心加速度为 gD.向心加速度为2g 答案B解析对女运动员受力分析，由牛顿第二定律得，水平方向FTcos 30°=ma，竖直方向FTsin 30°-G=0，解得FT=2G，a= g，A、C、D错误，B正确.5.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动.若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法正确的是(? )A.若拉力突然消失，小球将沿轨道Pa做离心运动B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动答案A解析在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确.当拉力减小时，将沿pb轨道做离心运动，故BD错误当拉力增大时，将沿pc轨道做近心运动，故C错误.故选：A.6.(多选)如图(a)所示，小球的初速度为v0，沿光滑斜面上滑，能上滑的最大高度为h.在图(b)中，四个小球的初速度均为v0，在A中，小球沿一光滑轨道内侧向上运动，轨道半径大于h;在B中，小球沿一光滑轨道内侧向上运动，轨道半径小于h;在C中，小球沿一光滑轨道内侧向上运动，轨道直径等于h;在D 中，小球固定在轻杆的下端，轻杆的长度为h的一半，小球随轻杆绕O点向上转动.则小球上升的高度能达到h的有 (? )答案AD解析A中，RA>h，小球在轨道内侧运动，当v=0时，上升高度h<ra，故不存在脱轨现象，a满足题意;d中轻杆连着小球在竖直平面内运动，在最高点时有v=0，此时小球恰好可到达最高点，d满足题意;而b、c都存在脱轨现象，脱轨后最高点速度不为零，因此上升高度h′<h，故应选a、d.< p="">7.如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球.给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法中正确的是 (? )A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用B.小球做圆周运动的半径为LC.θ越大，小球运动的速度越大D.θ越大，小球运动的周期越大答案C解析小球只受重力和绳的拉力作用，合力大小为F=mgtan θ，半径为R=Lsin θ，A、B错误;小球做圆周运动的向心力是由重力和绳的拉力的合力提供的，则mgtan θ=m ，得到v=sin θ ，θ越大，小球运动的速度越大，C正确;周期T= =2π ，θ越大，小球运动的周期越小，D错误.8.如图所示，足够长的斜面上有a、b、c、d、e五个点，ab=bc=cd=de，从a点水平抛出一个小球，初速度为v时，小球落在斜面上的b点，落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为θ;不计空气阻力，初速度为2v时(? )A.小球可能落在斜面上的c点与d点之间B.小球一定落在斜面上的e点C.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于θD.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ 答案BD解析设ab=bc=cd=de=L0，斜面倾角为α，初速度为v时，小球落在斜面上的b 点，则有L0cos α=vt1，L0sin α= .初速度为2v时，则有Lcos α=2vt2，Lsin α= ，联立解得L=4L0，即小球一定落在斜面上的e点，选项B正确，A 错误;由平抛运动规律可知，小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ，选项C错误，D正确.9.物体做圆周运动时所需的向心力F需由物体运动情况决定，合力提供的向心力F供由物体受力情况决定.若某时刻F需=F供，则物体能做圆周运动;若F 需>F供，物体将做离心运动;若F需(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度?(2)在小球以速度v1=4 m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少?(3)在小球以速度v2=1 m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小;若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间.答案(1) ?m/s (2)3 N (3)无张力，0.6 s解析(1)小球做圆周运动的临界条件为重力刚好提供最高点时小球做圆周运动的向心力，即mg=m= ，解得v0= = m/s.(2)因为v1>v0，故绳中有张力.根据牛顿第二定律有FT+mg=m ，代入数据得绳中张力FT=3 N.(3)因为v210.在高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍.(1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少?(2)如果高速公路上设计了圆弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少?(取g=10 m/s2)答案(1)150 m (2)90 m解析(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有Fmax=0.6mg=m ，由速度v=108 km/h=30 m/s得，弯道半径rmin=150 m.(2)汽车过圆弧拱桥，可看做在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有mg-FN=m .为了保证安全通过，车与路面间的弹力FN必须大于等于零，有mg≥m ，则R≥90 m.11.游乐园的小型“摩天轮”上对称地分布着8个吊篮，每个吊篮内站着一个质量为m的同学，如图所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物开始下落时正处在c处的乙同学恰好在第一次到达最低点b处时接到重物，已知“摩天轮”半径为R，重力加速度为g，不计空气阻力.求：(1)接住重物前，重物自由下落的时间t.(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小v.(3)乙同学在最低点处对吊篮的压力FN.答案(1)2(2)(3)(1+ )mg;竖直向下解析(1)由运动学公式：2R= gt2，t=2 .2020高中物理圆周运动教案大全二教学目标知识与技能1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速，它就是圆周运动的物体所受的向心力。