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1、考点10 圆周运动专题知识内容考试要求必考加试圆周运动圆周运动dd向心加速度dd向心力dd生活中的圆周运动c1.从题型上看，常以选择题形式出现；也可能与其他专题相结合，与能量知识综合考查，以计算题形式出现试题新颖，难度中等偏上.2.考查知识点主要有：圆周运动是每年必考热点.3.从整体命题趋势上看，本部分内容常与电场和磁场结合，在实际应用和生产、生活、科技相联系命题，或与其他专题综合考查，曲线运动问题由原来的选择题变为在计算题中考查考向一 圆周运动的运动学分析（2021浙江高三二模）洗手后我们往往都有“甩水”的动作，如图所示是摄像机拍摄甩水视频后制作的频闪画面，A、B、C是甩手动作最后3帧照片指
2、尖的位置。最后3帧照片中，指尖先以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离约为24cm，相邻两帧之间的时间间隔为0.04s，则指尖（）A在B点的速度约为3m/sB在B点的角速度约为10rad/sC在AB段的向心加速度约为36m/s2D在BC段的向心加速度约为300m/s2【答案】D【详解】AB从帧A到帧B的时间间隔是t=0.04s，帧A指尖到帧B指尖之间的实际距离为L=24cm，由题意知其弧长与弦长近似相等，根据线速度的定义有：人手臂NB长约12cm，MB大约40cm，角速度故AB错误；C在AB段 故C错误；D在BC段的向心加速度约为故
3、D正确。故选D1（2021浙江高三零模）如图所示，一芭蕾舞者在冰面上滑冰。此时此刻，他正绕着他的左脚保持该姿势做原地旋转的动作。其中A点为他的脚尖，B与C位于同一竖直线。对此，下列说法正确的是（）AA点与C点的线速度大小相同BB点与A点的线速度大小相同CA点与B点的角速度大小不同DB点与C点的线速度大小相同【答案】D【详解】由题意可知A、B、C三点的角速度大小相同，且A点的运动半径比B、C两点的运动半径大，根据可知B、C两点的线速度大小相同， A点的线速度比B、C两点的线速度大，综上所述可知ABC错误，D正确。故选D。2（2019浙江高三月考）未来的星际航行中，宇航员长期处于完全失重状态，为缓
4、解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力为达到上述目的，下列说法正确的是A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小【答案】B【详解】在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，旋转半径越大，转运角速度就越小，且与宇航员质量无关，故
5、B正确、ACD错误考向二 圆周运动的动力学分析(2019通州模拟)如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动。有一个质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半。已知重力加速度为g，则( )A小球A做匀速圆周运动的角速度B小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用C小球A受到的合力大小为 D小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上【参考答案】A【详细解析】小球A受到重力、支持力两个力作用，合力的方向水平且指向转轴，则mgtan m2r(设漏斗内壁倾角为)，半径r，tan ，解得角速度，A正确，B、C、D错误。【
6、名师点睛】求解圆周运动的动力学问题做好“三分析”一是几何关系的分析，目的是确定圆周运动的圆心、半径等；二是运动分析，目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力公式(用运动学量来表示)；三是受力分析，目的是利用力的合成与分解的知识，表示出物体做圆周运动时外界所提供的向心力。1（2021浙江高考真题）质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（）A秋千对小明的作用力小于B秋千对小明的作用力大于C小明的速度为零，所受合力为零D小明的加速度为零，所受合力为零【答案】A【详解】在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明
7、的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有由于小明的速度为0，则有沿垂直摆绳方向有解得小明在最高点的加速度为所以A正确；BCD错误；故选A。2（2021浙江高三二模）C919中型客机全称COMACC919，是我国首款按照最新国际适航标准，具有自主知识产权的干线民用飞机，由中国商用飞机有限责任公司研制，当前己有6架C919飞机完成取证试飞工作，预计2021年正式投入运营。如图所示的是C919客机在无风条件下，飞机以一定速率v在水平面内转弯，如果机舱内仪表显示机身与水平面的夹角为，转弯半径为r，那么下列的关系式中正确的是（）ABCD【答案】A【详解】飞机做圆周运动的向心力由重力和发动机的升力的合力
8、提供，则由牛顿第二定律可得即故选A。考向三 水平面内的匀速圆周运动(2019宝鸡一模)（多选）如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒固定在地面上，圆锥筒的轴线竖直。一个小球贴着筒的内壁在水平面内做圆周运动，由于微弱的空气阻力作用，小球的运动轨迹由A轨道缓慢下降到B轨道，则在此过程中()A小球的向心加速度逐渐减小B小球运动的角速度逐渐减小C小球运动的线速度逐渐减小D小球运动的周期逐渐减小【参考答案】CD【详细解析】以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示。由牛顿第二定律得：mamr2可知在A、B轨道的向心力大小相等，a，向心加速度不变，故A错误。角速度 ，由于半径减小，则角速度变大，故B错误。
9、线速度v，由于半径减小，线速度减小，故C正确。周期T，角速度增大，则周期减小，故D正确。【名师点睛】要注意向心力的来源，它可以是重力、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，在受力分析中要避免再另外添加一个向心力1(多选)如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动已知L1跟竖直方向的夹角为60，L2跟竖直方向的夹角为30，下列说法正确的是()A细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为 1B小球m1和m2的角速度大小之比为 1C小球m1和m2的向心力大小之比为31D小球m1和m2的线速度大小之比为31【答
10、案】AC【解析】对任一小球进行研究，设细线与竖直方向的夹角为，竖直方向受力平衡，则Tcos mg，解得T，所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为，故A正确；小球所受合力的大小为mgtan ，根据牛顿第二定律得mgtan mL2sin ，得2，故两小球的角速度大小之比为，故B错误；小球所受合力提供向心力，则向心力为Fmgtan ，小球m1和m2的向心力大小之比为3，故C正确两小球角速度大小之比为1，由vr得线速度大小之比为1，故D错误2（2021浙江高三三模）如图所示为旋转脱水拖把结构图。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头和脱水桶
11、一起转动，把拖把上的水甩出去。旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为d=5cm，拖把头的托盘半径为10cm，拖布条的长度为6cm，脱水桶的半径为12cm。某次脱水时，固定套杆在1s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是（）A拖把头的周期为7sB拖把头转动的角速度为14rad/sC紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出D旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为5：6【答案】B【详解】A.每下压一次固定套杆向下运动5cm，故拖把头转动的周期为故A错误；B.拖把头转动的角速度为故B正确；C.拖布条上所有位置角速度相同，越靠近脱水桶内
12、壁的位置转动半径越大，需要的向心力越多，水越容易被甩出，故C错误；D.托盘和脱水桶的角速度相同，托盘和脱水桶内壁的半径之比为5:6，由可知，脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为6：5，故D错误；故选B。考向四 竖直面内的圆周运动 (2019杭州五校联考)(多选)质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v，如图所示。若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时的()A向心加速度为B向心力为mC对球壳的压力为D受到的摩擦力为m【参考答案】AD【详细解析】物体滑到球壳最低点时，速度大小为v，圆周运动半径为r，向心加速度为an，故A正确；根据牛顿第二定律可知，物体在
13、最低点时的向心力Fnm，故B错误；根据牛顿第二定律得Nmgm，得球壳对物体的支持力Nm，由牛顿第三定律可知，物体对球壳的压力NNm，故C错误；物体在最低点时，受到的摩擦力为fNm，故D正确。【名师点睛】圆周运动到达最低点时，要注意压力不是重力，要考虑向心力是有那些力提供的，再根据滑动摩擦力的公式求解1(2020陕西省宝鸡市质检二)如图所示，长为L的轻质硬杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，转动的角速度为，某时刻杆对球的作用力水平向左，则此时杆与水平面的夹角为()Asin Bsin Ctan Dtan 【答案】B 【解析】小球所受重力和杆的
14、作用力的合力提供向心力，受力如图所示根据牛顿第二定律有：mL2，解得：sin ，故选B.2. （2017浙江高三二模）游乐园的摩天轮，是一种大型竖直转轮状的娱乐设施，乘客在箱体中随摩天轮匀速运行，下列说法正确的是（）A某时刻所有乘客运动的线速度都相同B当某一乘客运动到与圆心等高处时，箱体对乘客的作用力大小等于重力C某乘客分别经过最高点和最低点时，所受的合外力大小相等D乘客从最高点运动到最低点处于失重状态【答案】C【详解】A线速度是矢量，摩天轮做匀速圆周运动，不同乘客的位置不同，所以它们运动的线速度方向不相同，故A错误；B摩天轮做匀速圆周运动，加速度的方向始终指向圆心，箱体对乘客的作用力与重力的合力提供向心力，合力指向圆心，由牛顿第二定律可知，摩天轮对乘客的作用力大小不等于重力，故B错误；C摩天轮做匀速圆周运动，乘客受到的合外力提供向心力，由知，R、v不变，向心力不变，合外力不变，所以乘客分别经过最高点和最低点时，所受的合外力大小相等，故C正确；D摩天轮所受作用力等于摩天轮对乘客的弹力，在最高点摩天轮所受弹力小于乘客的重力，所以乘客处于失重状态；在最低点摩天轮所受弹力大于乘客的重力，所以乘客处于超重状态；可知乘客从最高点运动到最低点的过程中，先处于失重状态，后处于超重状态，故D错误。故选C。考向五 水平面圆周运动的临
