核心知识点一：解析圆周运动的关键参数
如果您对内容有任何疑问，欢迎在评论区留言，我们将第一时间为您解答！
为了获取更多优质内容，恳请您点赞、关注并积极评论，这将有助于我们提升平台权限，发布更丰富的学习资料
1.圆周运动的基本参数
(1)线速度：衡量做圆周运动物体运动速率的物理指标。
＝＝________＝2π＝
(2)角速度：表征物体绕圆心旋转速率的物理量。
＝＝________＝2π＝
(3)周期：物体完成完整圆周运动所需要的时间。
＝＝＝
(4)频率(转速)()：单位时间内物体转过的圈数。
＝＝＝
(5)向心加速度：反映做圆周运动物体速度方向变化快慢的物理量。
n＝＝＝________＝＝4π22＝
(6)向心力n：产生向心加速度的力，仅改变线速度方向而不改变其大小。
n＝n＝＝________＝＝4π22＝
2.匀速圆周运动的特性
(1)定义：线速度大小恒定的圆周运动形式。
(2)特性：向心加速度大小恒定，方向持续变化，属于变加速曲线运动。
(3)条件：合外力大小不变，方向始终垂直于速度方向并指向圆心。
【实例解析】 一个物体进行匀速圆周运动，以下表述正确的是( )
A.物体仅受到单一力的作用
B.物体的线速度保持恒定
C.物体的角速度越大，周期必然越小
D.物体的线速度越大，周期必然越小
[同步练习]
1.关于角速度与线速度的关系，下列判断正确的是( )
A.半径固定时，角速度与线速度成反比
B.半径固定时，角速度与线速度成正比
C.线速度固定时，角速度与半径成正比
D.角速度变化时，线速度与半径无关联性
2.如图所示，一个质点在20秒内沿圆形轨道从点运动至点，质点与圆心的连线在此期间转过的角度为，该过程可视为匀速圆周运动，质点的角速度为( )
A. rad/s B. rad/s
C. rad/s D. rad/s
3.(2021·浙江高一期中)伦敦眼是英国伦敦的标志性建筑，该摩天轮直径约136米，设有32个乘坐舱，每个可容纳16名乘客，转动一圈约需30分钟。游客随乘坐舱运动可视为匀速圆周运动，以下说法正确的是( )
A.游客受到的乘坐舱作用力等于自身重力
B.游客的线速度约为0.24 m/s
C.游客进行的是匀变速运动
D.游客乘坐舱运动至摩天轮最低点时处于失重状态
核心知识点二：常见的三种传动机制及其特性
1.皮带传动：如图甲、乙所示，当皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘________大小相等，即________。
2.摩擦传动：如图丙所示，两轮边缘接触且无打滑现象时，两轮边缘________大小相等，即________。
3.同轴传动：如图丁所示，两轮固定在同一转轴上旋转，两轮转动的________大小相等，即________。
[特别提示] (1)同一转轴上的物体角速度相同。
(2)同一皮带上的质点(或依靠摩擦传动的两个轮子)线速度大小必然相同。
【实例解析】 (2021·浙江高二期中)如图展示的皮带传动装置中，右轮半径为是它边缘上的一点。左侧为轮轴，大轮半径为4，小轮半径为2。点位于小轮上，到小轮中心的距离为。点和点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，以下说法正确的是( )
A.、两点的线速度大小相等
B.、两点的角速度大小相等
C.、两点的线速度大小相等
D.、两点的角速度大小相等
[同步练习]
1.(2021·浙江高一期中)如图所示，甲位于赤道附近的南沙群岛，乙位于北京。两者随地球自转做匀速圆周运动时，以下说法正确的是( )
A.甲的角速度小于乙的角速度
B.甲的角速度大于乙的角速度
C.甲的线速度小于乙的线速度
D.甲的线速度大于乙的线速度
2.(2021·金华市云富高级中学高一月考)如图所示为皮带轮装置，大轮半径是小轮半径的3倍，、是两个皮带轮边缘上的点，在皮带传动过程中无打滑现象，则下列说法正确的是( )
A.、两点的线速度之比为 1∶1
B.、两点的线速度之比为 3∶1
C.、两点的角速度之比为 1∶1
D.、两点的角速度之比为 3∶1
核心知识点三：生活中的圆周运动现象
1.火车过弯道问题
铁路弯道处，外轨________内轨，若火车以规定速度0行驶，转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即________＝，如图所示，则0＝________，内外轨道对火车________作用。其中为弯道半径，为轨道平面与水平面间的夹角。
(1)当火车行驶速度________时，外轨道对轮缘有侧压力。
(2)当火车行驶速度________时，内轨道对轮缘有侧压力。
2.拱形桥问题
(1)汽车过拱形桥
汽车在最高点满足关系：________＝，
即N＝－。
①当＝时，N＝________。
②当0≤<时，________<N≤________。
③当>时，汽车将脱离桥面做平抛运动，存在安全隐患。
(2)汽车过凹形桥
汽车在最低点满足关系：________＝，
即N＝＋。
3.地球轨道上的航天器、飞船、空间站处于________________。
(1)质量为的航天器在近地轨道运行时，航天器的重力提供向心力，满足关系：＝，则＝。
(2)质量为的航天员：设航天员受到的座舱支持力为N，则－N＝。
当＝ 时，N＝0，即航天员处于完全失重状态。
4.离心现象
(1)离心运动产生的原因
提供向心力的合力突然消失，或合力不足以维持所需的向心力。
(2)合力与向心力的关系
[特别提示] (1)汽车路面(路面外高内低，向心力由重力和支持力的合力tan 提供，沿水平方向，指向转弯圆轨道的圆心)、飞机倾斜(外侧机翼高于内侧机翼，向心力由重力和升力的合力tan 提供，沿水平方向，指向转弯圆轨道的圆心)的原理与货车转弯规律相似。
(2)汽车过拱形桥时处于失重状态；汽车过凹形桥时处于超重状态。
(3)离心力是效果力，在受力分析时，不能表述为物体受到离心力的作用。
【实例解析】 以下情境描述符合物理实际的是( )
A.火车轨道在弯道处设计成外轨低内轨高，以便火车安全转弯
B.轨道上飞行的航天器处于平衡状态
C.汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力小于汽车重力
D.汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力小于汽车重力
[同步练习]
1.(2021·浙江高一期中)在高速公路拐弯处，通常路面设计为外高内低。如图所示，某路段汽车向左拐弯，司机左侧路面比右侧低。汽车运动可视为半径为的圆周运动。设内外路面高度差为，路基水平宽度为，路面宽度为，已知重力加速度为。要使车轮与路面产生向外的运动趋势(垂直于前进方向)，则汽车转弯时的车速应为( )
A. B.
C.速度大于 D.速度小于
2.(2021·齐河县第一中学高一期中)战斗机在最低点附近以250 m半径做圆周运动。在最低点时飞行员所受支持力为自身重力的5倍，已知重力加速度＝10 m/s2，飞机在最低点的速度为( )
A.50 m/s B.100 m/s
C.100 m/s D.60 m/s
3.如图所示，光滑水平面上，质量为的小球在拉力作用下做匀速圆周运动。若小球运动到点时，拉力发生变化，以下关于小球运动情况的说法中正确的是( )
A.若拉力突然变小，小球将沿轨迹做离心运动
B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹做向心运动
C.若拉力突然消失，小球将沿轨迹做离心运动
D.若拉力突然变大，小球将沿轨迹做向心运动