高考物理考点分类圆周运动

圆周运动

【考点知识方法解读】

圆周运动包括匀速圆周运动和竖直面内的变速圆周运动。匀速圆周运动的特点是物体所受合外力大小不变，方向总是指向圆心。解答匀速圆周运动问题的方法是：选择做匀速圆周运动的物体作为研究对象，分析物体受力情况，其合外力提供向心力；运用F 合=mv 2

/R 或F 合=m ω2

R 或F 合=m 22T π?? ???

R 列方程求解。只有重力做功的竖直面内的变速圆周运动机械能守恒。竖直面内的圆周运动问题，涉及知识面比较广，既有临界问题，又有能量守恒的问题，要注意物体运动到圆周的最高点速度不为零。

【最新三年高考物理精选解析】

1. （2012·浙江理综）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB 段和BC 段是半径为R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。一质量为m 的小球，从距离水平地面为H 的管口D 处静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（）

A.小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为222RH R -

B.小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为2224RH R -

C.小球能从细管A 端水平抛出的条件是H >2R

D.小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min = R

3.【答案】：BC

【解析】由机械能守恒定律，mg(H-2R)=

12mv 2，解得小球从A 端水平抛出时的速度v=()22g H R -。由平抛运动规律，2R=12

gt 2，x=vt ，联立解得x=2224RH R -，选项A 错误B 正确；小球能从细管A 端水平抛出的条件是

H >2R ，选项C 正确D 错误。

2（2011安徽理综卷）一般的曲线运动可以分成很多

小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整

条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a ）

所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度υ0抛出，如图（b）所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是

sin

cos

sin

3.（2010江苏物理）在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角α=30°，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m。不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6.

（1）求选手摆到最低点时对绳的拉力的大小F；

（2）若绳长l=2m，选手摆到最高点时松手落入水中。设

水对选手的平均浮力f1=800N，平均阻力f2=700N，求选手

落入水中的深度d；

（3）若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台

上的落点距岸边越远；小阳却认为绳越短，落点距岸边越远；请通过推算说明你的观点。

3.解析：.（1）由机械能守恒定律，mgl（1-cosα）=1

mv2，

圆周运动F′－mg＝m

2 v l

解得 F ′＝（3－2cos α）mg

人对绳的拉力

F ＝F ′ 则 F ＝1080N

（2）动能定理 mg （H －l cos α＋d ）－（f 1＋f 2）d ＝0

则d=1

2(cos )mg H l f f mg α-+-

解得 d=1.2m 。

(3)选手从最低点开始做平抛运动 x=vt H-l =212

gt 且由①式解得x=2()()cos l H l l α--.

力。

4..（2010重庆理综）晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球

某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d 后落地，

如题图1所示，已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳

长为3d/4，重力加速度为g ，忽略手的运动半径和空气阻力。

（1）求绳断时球的速度大小v 1，和球落地时的速度大小v 2。

（2）问绳能承受的最大拉力多大？

（3）改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低

点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？图1