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高考力学压轴题模型解读与针对性训练
专题4 圆周运动模型
【圆周运动模型解读】
1.圆周运动中合力、向心力的特点
(1)匀速圆周运动的合力提供向心力.
(2)变速圆周运动的合力(如图).
①与圆周相切的分力Ft产生切向加速度at,改变线速度的大小,当at与v 同向时,速度增
大,做加速圆周运动,反向时做减速圆周运动.
②指向圆心的分力Fn提供向心力,产生向心加速度an,改变线速度的方向.
2. 匀速圆周运动中向心力来源
运动模型
向心力的来源图示
汽车在水平路面转弯
水平转台(光滑)
圆锥摆
飞车走壁
飞机水平转弯
火车转弯
【方法点拨】
解答圆周运动动力学问题的基本思路
【高考真题】
【典例1】.(2025 高考安徽卷第14 题).(14 分)如图,M、N 为固定在竖直平面内同
一高度的两根细钉,间距
。一根长为
的轻绳一端系在M 上,另一端竖直悬挂质
量
的小球,小球与水平地面接触但无压力。
时,小球以水平向右的初速度
开始在竖直平面内做圆周运动。小球牵引着绳子绕过N、M,运动到M 正下方
与M 相距L 的位置时,绳子刚好被拉断,小球开始做平抛运动。小球可视为质点,绳子不
可伸长,不计空气阻力,重力加速度g 取
。
(1)求绳子被拉断时小球的速度大小,及绳子所受的最大拉力大小;