高中物理分类模型：圆周运动

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向心力(第二课时) 水平面内典型圆周运动模型人教版高中物理必修二

由变a形＝2ω：2具r知有ω相A<同ω摆B，高由、a不＝同v摆2/r长知和vA摆>v角B。的圆锥摆，如图所示。
由T＝2π
h g
知摆高h相同，则TA＝TB，ωA＝ωB，
由v＝ωr知vA>vB，由a＝ω2r知aA>aB。
二、水平面内圆周运动模型——圆锥摆
▲典型实例：圆锥摆火车转弯飞机水平转弯
飞车走壁
点评：①临界值是圆周运动中经常考查的一个重点内容，它是物体在做圆周运动过程中，发生质变的数值或使物体受力情况发生变化的关键数值，今后要注意对临界值的判断和应用；②当θ很小时，sinθ≈tanθ≈θ。
课后练习：如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘
相对静止，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是( D )
特别提醒：汽车、摩托车赛道拐弯处，高速公路转弯处设计成外高内低，也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力，以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。
铁路转弯处的圆弧半径是300 m，轨距是1.435 m，规定火车通过这里的速度是72 km/h，内外轨的高度差应该是多大，才能使铁轨不受轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于72 km/h，会分别发生什么现象？说明理由。
代入上式得：＝；所以内外轨的高度差为 h＝＝
m＝0.195 m。
L rg
rg 300×9.8
讨论：(1)如果车速v＞72 km/h(20 m/s)，F将小于需要的向心力，所差的力仍需由外轨对轮缘的弹力来弥补。这样就出现外侧车轮的轮缘向外挤压外轨的现象。 (2)如果车速v＜72 km/h，F将大于需要的向心力。超出的力则由内轨对内侧车轮缘的压力来平衡，这样就出现了内侧车轮的轮缘向外挤压内轨的现象。

竖直面内的圆周运动模型(解析版)--2024届新课标高中物理模型与方法

2024版新课标高中物理模型与方法竖直面内的圆周运动模型目录一．一般圆周运动的动力学分析二．竖直面内“绳、杆(单、双轨道)”模型对比分析三．竖直面内圆周运动常见问题与二级结论三.过拱凹形桥模型一．一般圆周运动的动力学分析如图所示，做圆周运动的物体，所受合外力与速度成一般夹角时，可将合外力沿速度和垂直速度分解，则由牛顿第二定律，有：Fτ=maτ，aτ改变速度v的大小F n=ma n，a n改变速度v的方向，a n=v2r作一般曲线运动的物体，处理轨迹线上某一点的动力学时，可先以该点附近的一小段曲线为圆周的一部分作曲率圆，然后即可按一般圆周运动动力学处理。

Fτ=maτ，aτ改变速度v的大小F n=ma n，a n改变速度v的方向，a n=v2ρ，ρ为曲率圆半径。

二．竖直面内“绳、杆(单、双轨道)”模型对比分析轻绳模型(没有支撑)轻杆模型(有支撑)常见类型过最高点的临界条件由mg=mv2r得v临=gr由小球能运动即可得v临=0对应最低点速度v低≥5gr对应最低点速度v低≥4gr绳不松不脱轨条件v低≥5gr或v低≤2gr不脱轨最低点弹力F低-mg=mv低2/rF低=mg+mv低2/r，向上拉力F低-mg=mv低2/rF低=mg+mv低2/r，向上拉力最高点弹力过最高点时，v≥gr，F N+mg=mv2r，绳、轨道对球产生弹力F N=mv2r-mg向下压力(1)当v=0时，F N=mg，F N为向上支持力(2)当0<v<gr时，-F N+mg=m v2r，F N向上支持力，随v的增大而减小(3)当v=gr时，F N=0(4)当v>gr时，F N+mg=m v2r，F N为向下压力并随v的增大而增大在最高点的F N 图线取竖直向下为正方向取竖直向下为正方向三．竖直面内圆周运动常见问题与二级结论【问题1】一个小球沿一竖直放置的光滑圆轨道内侧做完整的圆周运动，轨道的最高点记为A 和最低点记为C ，与原点等高的位置记为B 。

高中物理-第3节圆周运动

小，A 正确，B 错误；题图的图线乙中 a 与 r 成正比，由 a＝ω2r
可知，乙球运动的角速度大小不变，由 v＝ωr 可知，随 r 的增大，线速度大小增大，C 错误，D 正确。答案：AD
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4.[沪科版必修 2 P25T1 改编](多选)如图所示，竖直平面上，质量为 m 的小球在重
力和拉力 F 作用下做匀速圆周运动。若
支持力和提供向心力的指向圆心的静摩擦力作用，故只有选
项 C 正确。答案：C
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2．[人教版必修 2 P19T4 改编]如图是自行车传动装置的示意图，其中Ⅰ是半径为
r1 的大齿轮，Ⅱ是半径为 r2 的小齿轮，
Ⅲ是半径为 r3 的后轮，假设脚踏板的转速为 n r/s，则自行
车前进的速度为
()
A．πnrr21r3
B．A 点和 B 点的角速度之比为 1∶1
C．A 点和 B 点的角速度之比为 3∶1
D．以上三个选项只有一个是正确的解析：题图中三个齿轮边缘线速度大小相等，A 点和 B 点的
线速度大小之比为 1∶1，由 v＝ωr 可得，线速度大小一定时，
角速度与半径成反比，A 点和 B 点角速度之比为 3∶1，选项 A、C 正确，B、D 错误。答案：AC
与弯道相切。大、小圆弧圆心 O、O′距离 L
＝ 100 m。赛车沿弯道路线行驶时，路面
对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2.25 倍。假设赛车在直道
上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动。要使赛车不打滑，
绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度 g＝10 m/s2，
π＝3.14)，则赛车
【名师微点】
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1．圆周运动各物理量间的关系
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高中物理圆周运动模型_概述及解释说明

高中物理圆周运动模型概述及解释说明1. 引言1.1 概述在高中物理学习中，圆周运动是一个非常重要的概念。

它涉及到物体在环形轨道上运动过程中所受到的力和速度的变化，以及与之相关的各种数学描述和公式推导。

通过深入理解圆周运动模型，我们可以更好地理解自然界中许多现象和实际问题，并能够应用这些知识来解决相应的物理问题。

本文将对高中物理课程中关于圆周运动模型的基本概念进行概述和解释说明，旨在帮助读者更加全面和深入地理解圆周运动这一重要物理概念，并能够应用相关知识解决实际问题。

1.2 文章结构本文分为五个主要部分。

首先是引言部分，简要介绍了本文的主题和目标。

其次是圆周运动模型的基本概念部分，包括对圆周运动简介、特点以及在圆周运动中物体受力分析等内容进行阐述。

第三部分涉及到圆周运动的数学描述与公式推导，具体包括角度与弧长关系、角速度与线速度关系以及加速度与半径、角速度之间的关系的推导过程。

第四部分是实例解析，通过求解常见的圆周运动问题，演示不同类型问题的解题方法和思路。

最后一部分是结论与总结，对圆周运动模型进行认识与理解、应用与意义以及局限性和未来研究方向进行讨论。

1.3 目的本文旨在向读者介绍并详细解释高中物理课程中涉及到的圆周运动模型，帮助读者全面理解圆周运动概念的含义和特点，并且能够应用相应知识解决实际问题。

通过本文内容的学习，读者可以更好地把握物体在圆周运动中所受到力和速度变化规律，并能够利用这些知识来分析和解决相关问题。

同时，对于未来进一步研究圆周运动模型以及其在现实生活中应用领域的读者来说，本文还可以为其提供一定的参考和启发。

2. 圆周运动模型的基本概念：2.1 圆周运动简介：圆周运动是物体围绕某一固定点以圆形轨迹进行的运动。

这种运动常见于日常生活中，如旋转的车轮、风扇叶片的转动等。

2.2 圆周运动的特点：在圆周运动中，物体围绕固定点做匀速或变速旋转，具有以下特点：首先，圆周运动中物体离心加速度恒定，大小与距离固定点的距离成正比。

高中物理-圆周运动

例3一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有A球质量大于B球质量。的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，A的运动半径较大，则:
A．球A的线速度大于球B的线速度 B．球A的角速度大于球B的角速度 C．球A的运动周期小于球B的运动周期 D．球A与球B对筒壁的压力相等
题型三：匀速圆周运动中的临界问题
(1)审清题意，确定研究对象. (2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等.
(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力.无论是否为匀速圆周运动，物体受到沿半径指向圆心的合力一定为其向心力.
(4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程. (5)求解并讨论.
盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒
定角速度ω转动，盘面上离转轴距
离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保
持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为
3 2
(设最大
静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为
30°，g取10 m/s2.则ω的最大值是( )
A. 5 rad/s C.1.0 rad/s
B. 3 rad/s D.0.5 rad/s
例 4 在光滑平面中，有一转动轴
垂直于此平面，交点 O 的上方 h 处固
定一细绳的一端，绳的另一端固定一
质量为 m 的小球 B，绳长 AB＝l>h，
小球可随转动轴转动并在光滑水平面
上做匀速圆周运动，如图所示，要使
小球不离开水平面，转动轴的转速的最大值是( )
A.21π
g h
B.π gh
C.21π
g l
4、如图6所示，当正方形薄板绕着过其中心O与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点的( )

高中物理圆周运动典型例题详解

B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，
将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，
维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
【例4】以下属于离心现象应用的是（ BC ） A、水平抛出去的物体，做平抛运动 B、链球运动员加速旋转到一定的速度后将链球抛开 C、离心干燥器使衣物干燥 D、锤头松了，将锤柄在石头上磕风下就可以把柄安牢
解题感悟
2.两个圆周运动临界问题
v0
v0
杆连球（管通球）模型的临界问题
小球速度运动情况弹力的方向
弹力的大小
v=0 平衡状态竖直向上的支持力
v gr 圆周运动竖直向上的支持力
FN=mg
FN

mg
m
v2 r
v gr
圆周运动
v gr 圆周运动指向圆心的拉力
FN

FN=0 mg
m
解题感悟
解决竖直平面内的变速圆周运动问题的关键是掌握两个圆周运动模型和两个圆周运动临界问题： 1.两种圆周运动模型：
最低点圆周运动模型
最高点圆周运动模型
v0
v0
第四章曲线运动和万有引力→3圆周运动
（三）考点应用，精讲精析典型问题三：曲线运动中的动力学问题（四）------竖直平面内的变速圆周运动
例1 下列关于离心现象的说法正确的是（） A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动 C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都
突然消失后，物体将沿切线做匀速直线运动 D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动【解析】向心力是根据效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或几个力的合力提供的，因此，它并不受向心力的作用.它之所以产生离心现象是由于F合=Fn<mω2r，

人教版高中物理必修第2册第6章圆周运动 1 圆周运动

()
A．ωA＝ωB，vA<vB C．ωA<ωB，vA＝vB
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B．ωA＝ωB，vA>vB D．ωA>ωB，vA<vB
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第六章圆周运动
【答案】A
【解析】A 与 B 均绕地轴做匀速圆周运动，在相同的时间转过的角度相等，由角速度的定义式 ω＝ΔΔθt ，A、B 角速度相等，即 ωA＝ωB；由角速度与线速度关系公式 v＝ωr，B 的转动半径较大，故 B 的线速度较大，即 vA<vB，故 A 正确．
(2)意义：描述做圆周运动的物体__运__动____的快慢． (3)方向：物体做圆周运动时该点的____切__线____方向．
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第六章圆周运动
2．匀速圆周运动 (1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小__处__处__相__等____. (2)性质：线速度的方向是时刻__改__变____的，所以是一种___变__速___运
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第六章圆周运动
角速度、周期和转速
1．角速度 (1)定义：做圆周运动的物体，半径转过的__角__度____与所用__时__间____
的比值．
Δθ
(2)定义式：ω＝_____Δ_t______.

高中物理常见模型归纳_高中物理板块模型归纳

高中物理常见模型归纳_高中物理板块模型归纳高中物理的绝大部分题目都是有原始模型的，考生需要时刻总结归纳这些模型，掌握物理常见模型，下面店铺给大家带来高中物理常见模型，希望对你有帮助。

高中物理常见模型【力学常见物理模型】“子弹打木块”模型：三大定律、摩擦生热、临界问题、数理问题。

“爆炸”模型：动量守恒定律、能量守恒定律。

“单摆”模型：简谐运动、圆周运动中的力和能问题、对称法、图象法。

“质心”模型：质心(多种体育运动)、集中典型运动规律、力能角度。

“绳件、弹簧、杆件”三件模型：三件的异同点，直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题。

“挂件”模型：平衡问题、死结与活结问题，采用正交分解法、图解法、三角形法则和极值法。

“追碰”模型：运动规律、碰撞规律、临界问题、数学法(函数极值法、图像法等)和物理方法(参照物变换法、守恒法)等。

“皮带”模型：摩擦力、牛顿运动定律、功能及摩擦生热等问题。

“行星”模型：向心力(各种力)、相关物理量、功能问题、数理问题(圆心、半径、临界问题)。

“人船”模型：动量守恒定律、能量守恒定律、数理问题。

【电磁学常见物理模型】“限流与分压器”模型：电路设计。

串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律、电能、电功率、实际应用。

“电路的动态变化”模型：闭合电路的欧姆定律。

判断方法和变压器的三个制约问题。

“磁流发电机”模型：平衡与偏转，力和能问题。

电磁场中的单杆模型：棒与电阻、棒与电容、棒与电感、棒与弹簧组合、平面导轨、竖直导轨等，处理角度为力电角度、电学度、力能角度。

电磁场中的”双电源”模型：顺接与反接、力学中的三大定律、闭合电路的欧姆定律、电磁感应定律。

“回旋加速器”模型：加速模型(力能规律)、回旋模型(圆周运动)、数理问题。

高中物理学习方法(1)课前认真预习。

想提高物理考试成绩，基础一定要掌握的牢。

很多基础差的学生，听课很吃力，主要是因为前面落下了很多内容。

因此，请做好预习工作，在这一点上，不要学班里的学霸们，他们不预习，是因为他们考点掌握的很牢固了。

高中物理运动学模型

高中物理运动学模型各类运动的整合，如直线运动之间整合，曲线运动与直线运动整合等，不管如何整合，我们都可以看到共性的东西，就是围绕着运动的同时性、独立性而进行。

一、两种直线运动模型匀速直线运动：两种方法（公式法与图象法）匀变速直线运动：，几个推论、比值、两个中点速度和一个v-t图象。

特例1：自由落体运动为初速度为0的匀加速直线运动，a=g；机械能守恒。

特例2：竖直上抛运动为有一个竖直向上的初速度v0；运动过程中只受重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度g。

特点：时间对称（）、速率对称（）；机械能守恒。

二、两种曲线运动模型平抛运动：水平匀速、竖直方向自由落体匀速圆周运动：模型讲解一、匀速直线运动与匀速直线运动组合例1.一路灯距地面的高度为h，身高为的人以速度v匀速行走，如图1所示。

（1）试证明人的头顶的影子作匀速运动；（2）求人影的长度随时间的变化率。

图1解法1：（1）设t=0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有OS=vt，过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置，如图2所示。

OM为人头顶影子到O点的距离。

图2由几何关系，有联立解得因OM与时间t成正比，故人头顶的影子作匀速运动。

（2）由图2可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有SM=OM-OS，由以上各式得可见影长SM与时间t成正比，所以影长随时间的变化率。

解法2：本题也可采用“微元法”。

设某一时间人经过AB 处，再经过一微小过程，则人由AB到达A’B’，人影顶端C点到达C’点，由于则人影顶端的移动速度：图3可见与所取时间的长短无关，所以人影的顶端C点做匀速直线运动。

本题由生活中的影子设景，以光的直进与人匀速运动整合立意。

解题的核心是利用时空将两种运动组合，破题的难点是如何借助示意图将动态过程静态化，运用几何知识解答。

二、匀速直线运动与匀速圆周运动组合例2.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。

高中典型物理模型及解题方法

高中典型物理模型及方法（精华)◆1.连接体模型:是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法是指连接体内的物体间无相对运动时，可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

连接体的圆周运动：两球有相同的角速度;两球构成的系统机械能守恒（单个球机械能不守恒）与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关。

平面、斜面、竖直都一样。

只要两物体保持相对静止记住：N= 211212m F m F m m ++ (N 为两物体间相互作用力）,一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用⇒F 212m m m N +=讨论:①F 1≠0；F 2=0 122F=(m +m )a N=m aN=212m F m m +② F 1≠0；F 2≠0 N=211212m F m m m F ++(20F =就是上面的情况)F=211221m m g)(m m g)(m m ++F=122112m (m )m (m gsin )m m g θ++ F=A B B 12m (m )m F m m g ++F 1>F 2 m 1>m 2 N 1〈N 2(为什么)N 5对6=F Mm (m 为第6个以后的质量) 第12对13的作用力 N 12对13=F nm12)m -(n◆2。

水流星模型(竖直平面内的圆周运动——是典型的变速圆周运动)研究物体通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态。

(圆周运动实例） ①火车转弯②汽车过拱桥、凹桥3③飞机做俯冲运动时，飞行员对座位的压力。

④物体在水平面内的圆周运动(汽车在水平公路转弯，水平转盘上的物体，绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转）和物体在竖直平面内的圆周运动(翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等)。

高中物理模型11 竖直平面圆周运动(解析版)

高中物理模型11 竖直平面圆周运动（原卷版）竖直平面内两类典型模型分析轻绳模型轻杆模型实例如球与绳连接、沿内轨道运动的球等如球与杆连接、球在内壁光滑的圆管内运动等图示最高点无支撑最高点有支撑最高点受力特征重力、弹力,弹力方向指向圆心重力、弹力,弹力方向指向圆心或背离圆心受力示意图力学方程mg+F N=m mg±F N=m临界特征F N=0,v min=竖直向上的F N=mg,v=0过最高点条件v≥v≥0速度和弹力关①能过最高点①当v=0时,F N=mg,F N为支持力,沿半径背离圆心系讨论分析时,v≥,F N+mg=m,绳、轨道对球产生弹力F N②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做斜抛运动②当0<v<时,-F N+mg=m,F N背离圆心,随v的增大而减小③当v=时,F N=0④当v>时,F N+mg=m,F N指向圆心并随v的增大而增大【典例1】“水流星”是一个经典的杂技表演项目,杂技演员将装水的杯子(可视为质点)用细绳系着让杯子在竖直平面内做圆周运动。

杯子到最高点时杯口向下,水也不会从杯中流出,如图所示。

若杯子质量为m,所装水的质量为M,杯子运动到圆周的最高点时,水对杯底刚好无压力,重力加速度为g,则杯子运动到圆周最高点时,杂技演员对细绳的拉力大小为()。

A.0B.mgC.MgD.(M+m)g【变式训练1a】如图3所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧．若竖直圆轨道的半径为R，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为()图3A．gR B．2gR C．gR D．Rg【变式训练1b】一细绳与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细绳一起在竖直平面内做圆周运动，如图2所示，水的质量m＝0.5 kg，水的重心到转轴的距离l＝50 cm.(g取10 m/s2)图2(1)若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；(结果保留三位有效数字)(2)若在最高点水桶的速率v＝3 m/s，求水对桶底的压力大小．【典例2】长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量m＝2 kg的小球．求在下述的两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向．(g取10 m/s2)(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s；(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.【变式训练1a】(多选)如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是()A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上D．小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力【变式训练2b】(多选)如图5所示，有一个半径为R的光滑圆轨道，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，则关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是()图5A．v的极小值为gRB．v由零逐渐增大，轨道对球的弹力逐渐增大C．当v由gR值逐渐增大时，轨道对小球的弹力也逐渐增大D．当v由gR值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐增大【典例3】(多选)如图所示,半径为R的光滑细圆环轨道被固定在竖直平面上,轨道正上方和正下方分别有质量为2m 和m的静止小球A、B,它们由长为2R的轻杆固定连接,圆环轨道内壁开有环形小槽,可使细杆无摩擦、无障碍地绕其中心点转动。

高中物理圆周运动知识点总结

高中物理圆周运动知识点总结圆周运动是高考必考的三大基础运动之一。

前两种基本运动是匀速直线运动和平抛运动。

先说圆周运动的基础知识，首先是对圆周运动基本物理量的理解。

我们都知道圆周运动的物理量，线速度，角速度，周期，向心加速度，向心力。

那我们就一个一个来了解吧！线速度 v 和角速度 \omega设一个物体做匀速圆周运动，在时间 t 内从A点运动到B 点，扫过的弧长为 l ，扫过的圆心角为θ，如下图所示。

则v=\frac{l}{t}， \omega=\frac{\theta}{t}当物体从A点出发运动一周回到A点，则 t=T ， l=2\piR ， \theta=2\pi ：( T 为物体做匀速圆周运动的周期)v=\frac{l}{t}=\frac{2\pi R}{T}，\omega=\frac{\theta}{t}=\frac{2\pi}{T}综合上面这两个式子，可得 v=\omega R 。

转速n：转速代表物体做圆周运动时1s内转过的圈数，而角速度\omega 代表1s内转过的弧度。

它们之间的关系是： \omega=2\pi\cdot n 。

向心加速度 a_向：a_向=\frac{v^2}{R}=\omega^2R=\frac{4\pi^2}{T^2}\cdot R=\omega v特点：方向永远指向圆心。

向心力 F_向：F_向=ma_向=m\frac{v^2}{R}=m\omega^2R=m\cdot\frac{4\pi^2}{T^2}\cd ot R向心力是按效果命名的力，不是某种性质的力，因此，向心力可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，要根据物体受力的实际情况判定．向心力公式：向心力公式是六个关键公式之一，可以说是六个关键公式中最简单的公式。

那么写向心力公式的基本步骤是什么呢？1.明确研究对象，确定位置（定点）；2.受力分析；3.确定向心力方向；4.如果存在与向心力方向既不垂直也不平行的力，应正交分解；5.把所有与向心力方向垂直的力去掉；6.向心方向的力减去另一个方向的力得到向心力，列出向心力公式。

2018年高中物理复习：圆周运动——绳球杆球模型(共19张PPT)

在“水流星”表演中，杯子在竖直平面做圆周运动，在最高点时，杯口朝下，但杯中水却不会流下来，为什么？ v2 对杯中水：mgF N m FN r 当v gr 时，FN = 0 G
水恰好不流出表演“水流星” ，需要保证杯子在圆周运动最高点的线速度不得小于 v gr v gr 即：
竖直平面内圆周运动的临界问题物理情景图示在最高点的临界特点做圆周运动条件细绳拉着小球在竖直平面内运动在最高点时速度应不小于小球在竖直放置的光滑圆环内侧运动在最高点时速度应不小于小球固定在轻杆上在竖直面内运动在最高点速度应大于0小球在竖直放置的光滑管中运动在最高点速度应大于0grgrmg由于物体在竖直平面内做圆周运动的依托物绳轨道轻杆管道等不同所以物体恰好能通过最高点的临界条件也不同
拓展：物体在管型轨道内的运动
如图，有一内壁光滑、竖直放置的管型轨道，其半径为R，管内有一质量为m的小球有做圆周运动，小球的直径刚好略小于管的内径。问：（1）小球运动到最高点时，速度与受力的关系如何？（2）小球运动到最低点时，速度与受力的关系又是如何？
F3
V2
G F2
;
2 v 1 最低点：F mg m 1 R
当v<v0，内壁对球有向上的支持力；当v>v0，外壁对球有向下的压力。
课堂练习：绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量 m=0.5kg ，绳长 =90cm.求（1）桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=6m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2)
课堂练习：如图所示，质量m=0.2kg的小球固定在长为Ｌ＝0.9m的轻杆的一端，杆可绕Ｏ点的水平轴在竖直平面内转动，g=10m/s2，求：（１）当小球在最高点的速度为多大时，小球对杆的作用力为零？（２）当小球在最高点的速度分别为６m/s和1.5m/s时，杆对小球的作用力的大小和方向（３）小球在最高点的速度能否等于零？

[荐]高考高中物理必考：圆周运动-知识点+例题详解

【下载后获高清完整版】高考高中物理必考：圆周运动-知识点+例题详解1.圆周运动的物理量⑴线速度：通过的弧长与所用时间的比值方向为圆周上该点的切线方向，线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动；⑵角速度：连接质点与圆心的半径转过的弧度与所用时间的比值方向用右手定则判断，四指表示运动方向，大拇指指向角速度的方向；对于圆周来讲，弧长与圆心角存在几何关系∆s=R·∆θ，所以有=·R;⑶周期T：完成一周运动所用的时间；⑷频率和转速：1s时间内完成的周数为频率，频率和转速的含义相同，显然有[例1]如图所示，一个圆台上底半径为，下底半径为，其母线AB长为L，侧放在水平地面上。

推动它之后，它自身以角速度ω旋转，整体绕O点做匀速圆周运动，若接触部分不打滑，求旋转半径OA及旋转一周所需的时间。

解析：由几何关系，可得解得OA=求出A点的线速度有设旋转一周所需的时间为T，则T==2.同心轮与皮带轮同心轮各轮的角速度ω相同，线速度与轮半径成正比；用皮带连接的两个轮的线速度相同，角速度ω与轮半径成反比。

3.向心加速度由于做圆周运动的物体其速度方向时刻沿圆周的切线，即速度方向时刻都在变化，所以一定存在加速度，而力是产生加速度的原因，因此做圆周运动的物体一定受到合外力的作用。

如图，运用相似三角形的知识，容易得到对上式进行变形，两边同除以∆t，可得当∆t 0时，上式可改写为，即为向心加速度的表达式方向指向圆心。

注：不要误认为向心加速度与成正比，与R成反比，实际上加速度只由受力决定，受力确定了，加速度也就确定了，在确定的前提下，才可以讨论与R的关系。

4.曲率圆的概念任意一段曲线都可以分成很多小段，每小段都可以看成圆弧的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧代替，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点做一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫作A点的曲率半径。

通过向心加速度的表达式，告诉了我们求曲率半径的方法。

108个高中物理模型

108个高中物理模型1. 力的作用点模型：描述力在物体上的作用位置和方向。

2. 弹簧振子模型：描述弹簧的伸缩和振动过程。

3. 摆锤模型：描述摆锤的摆动过程和周期。

4. 斜面滑动模型：描述物体在斜面上的滑动过程和摩擦力的影响。

5. 圆周运动模型：描述物体在圆形轨道上的运动过程和向心力的作用。

6. 万有引力模型：描述两个物体之间的引力作用和距离的关系。

7. 电磁感应模型：描述磁场变化时产生的电动势和电流。

8. 静电场模型：描述带电粒子在静电场中的受力和运动。

9. 电荷分布模型：描述电荷在物体表面的分布和电场强度的关系。

10. 电路模型：描述电流在电路中的流动和电阻、电容等元件的作用。

11. 磁通量模型：描述磁场通过闭合曲面的数量和磁通量密度的关系。

12. 热传导模型：描述热量在物体内部的传递和导热系数的关系。

13. 热辐射模型：描述物体表面辐射出的热量和温度的关系。

14. 气体分子运动模型：描述气体分子的运动状态和温度、压力的关系。

15. 液体静力学模型：描述液体中的压力分布和液体高度的关系。

16. 液体动力学模型：描述液体中的速度分布和黏度的关系。

17. 声波传播模型：描述声波在介质中的传播和速度的关系。

18. 光的传播模型：描述光在介质中的传播和折射、反射等现象。

19. 光的干涉模型：描述两束或多束光的叠加和干涉现象。

20. 光的衍射模型：描述光通过狭缝或小孔时的衍射现象。

21. 光的偏振模型：描述光的振动方向和偏振现象。

22. 光的吸收和散射模型：描述光在物质中的吸收和散射现象。

23. 光电效应模型：描述光子与物质相互作用时产生的电子和能量转移。

24. 原子结构模型：描述原子中电子的能级结构和原子光谱。

25. 核反应模型：描述核子之间的相互作用和核反应过程。

26. 量子力学模型：描述微观粒子的行为和量子态的变化。

27. 相对论模型：描述高速运动物体的时间、长度等物理量的相对性变化。

28. 黑洞模型：描述黑洞的形成和引力场的极端情况。

高中物理--圆周运动

一、描述圆周运动的物理量及其相互关系 1、线速度⑴定义：质点做圆周运动通过的弧长s 和所用时间t 的比值叫做线速度.⑵大小：2s rv t T π==单位为m/s.⑶方向：某点线速度的方向即为该点的切线方向.（与半径垂直） ⑷物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢.注：对于匀速圆周运动，在任意相等时间内通过的弧长都相等，即线速度大小不变，方向时刻改变。

2、角速度⑴定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间t 的比值，就是质点运动的角速度.⑵大小：单位:rad/s. ⑶物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢.注：对于匀速圆周运动，角速度大小不变。

说明：匀速圆周运动中有两个结论：⑴同一转动圆盘(或物体)上的各点角速度相同．⑵不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

3、周期、频率、转速⑴周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间叫做周期。

用T 表示，单位为s 。

⑵频率：做匀速圆周运动的物体在1 s 内转的圈数叫做频率。

用f 表示，其单位为转/秒(或赫兹)，符号为r/s(或Hz)。

⑶转速：工程技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢。

转速是指物体单位时间所转过的圈数，常用符号n 表示，转速的单位为转/秒，符号是r/s ，或转/分(r/min)。

4、向心加速度⑴定义：做圆周运动的物体，指向圆心的加速度称为向心加速度. ⑵大小：ϕ2t T ϕπω==⑶方向：沿半径指向圆心.⑷意义：向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.说明:①向心加速度总指向圆心，方向始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。

②向心加速度方向时刻变化，故匀速圆周运动是一种加速度变化的变加速曲线运动(或称非匀变速曲线运动).③向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加速度。

对于匀速圆周运动，其所受的合外力就是向心力，只产生向心加速度，因而匀速圆周运动的向心加速度是其实际加速度。