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专题05 圆周运动
考点
五年考情（2020-2024）
命题趋势
考点1 圆周运
动的基本概念
和规律（含实
验）
2020 年江苏卷；
2021 年广东卷、全国卷；
2022 年辽宁卷、河北卷；
2023 全国卷、浙江卷等；
2024 年辽宁卷、江苏卷等
圆周运动高中物理曲线运动
的核心考点，主要以选择题和计
算题形式考查，其中计算题主要
结合牛顿第二定律、平抛运动、
机械能动量等知识综合考查。
备考中要掌握圆周运动的基
本概念和基本规律，会分析圆周
运动向心力的来源，利用牛顿第
二定律列出动力学方程。注意绳
模型和杆模型临界条件的不同，
并能结合功能关系、动量关系正
确的列出方程，联立求解。
平时多关注生活中的圆周运
动的实例，通过深刻理解实例的
物理原理，加深对物理规律的理
解，增强应用能力。
考点2 水平面
内的圆周运动
2021 河北卷；
2022 年福建卷；
2023 年江苏卷、福建卷等
考点3 竖直面
内的圆周运动
斜抛运动
2020 年全国卷、浙江卷；
2021 年浙江卷、湖北卷；
2022 年浙江卷等
考点01 圆周运动的基本概念和规律
1．(2021·广东卷·4)由于高度限制，车库出入口采用图2 所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP 与横杆PQ 链接
而成，P、Q 为横杆的两个端点．在道闸抬起过程中，杆PQ 始终保持水平．杆OP 绕O 点从与水平方向成
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30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是( )
图2
A．P 点的线速度大小不变
B．P 点的加速度方向不变
C．Q 点在竖直方向做匀速运动
D．Q 点在水平方向做匀速运动
2．（多选）(2022·河北卷·1)如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以
为圆心、
和
为半径的同
心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障
喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的
角速度分别用
、
、
和
、
、
表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保
持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．若
，则
B．若
，则
C．若
，
，喷水嘴各转动一周，则落入每个花盆的水量相同
D．若
，喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，则
3．(2023·全国卷·)一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的n 次方成正比，运动周期与
轨道半径成反比，则n 等于（ ）
A．1
B．2
C．3
D．4
4. (2021·全国卷·)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一
起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达
50r/s，此时纽扣上距离中心1cm 处的点向心加速度大小约为（ ）
2
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A．10m/s2
B．100m/s2
C．1000m/s2
D．10000m/s2
4．(2024·辽宁卷·) “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面
上P、Q 两点做圆周运动的（ ）
A. 半径相等
B. 线速度大小相等
C. 向心加速度大小相等
D. 角速度大小相等
5. (2024·江苏卷·) 如图所示，细绳穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球在A 高度处做水平面内的匀速
圆周运动，现用力将细绳缓慢下拉，使小球在B 高度处做水平面内的匀速圆周运动，不计一切摩擦，则（
）
A 线速度vA > vB
B. 角速度ωA < ωB
C. 向心加速度aA < aB
D. 向心力FA > FB
6.（2022·辽宁）2022 年北京冬奥会短道速滑混合团体2000 米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队
在本届冬奥会的首金。
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（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度
时，滑过的距离
，求加速度的大小；
（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员
同时进入弯道，滑行半径分别为
，滑行速率分别为
，求甲、乙
过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
7.（2020·江苏）如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O 转动。在轮上沿相互垂直的直
径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m 的小球，球与O 的距离均为
。在轮上绕有长绳，绳上悬
挂着质量为M 的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为
。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)重物落地后，小球线速度的大小v；
(2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；
(3)重物下落的高度h。
8.（2023·浙江1 月卷·）“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
①采用的实验方法是
A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露
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出的红白相间等分标记的比值等于两小球的 之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周
期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值 （选填“不变”、
“变大”或“变小”）。
考点02 水平面的圆周运动
1.(2023·江苏卷·13)“转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为m 的发光物体放在半径为r 的碟子
边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A 点做匀速圆周运动。当角速度
为ω0时，碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小v0和受到的静摩擦力大小f。
2. （多选）（2021·河北卷·）如图，矩形金属框
竖直放置，其中
、
足够长，且
杆光
滑，一根轻弹簧一端固定在M 点，另一端连接一个质量为m 的小球，小球穿过
杆，金属框绕
轴分别
以角速度
和
匀速转动时，小球均相对
杆静止，若
，则与以
匀速转动时相比，以
匀速转
动时（ ）
A．小球的高度一定降低
B．弹簧弹力的大小一定不变
C．小球对杆压力的大小一定变大
D．小球所受合外力的大小一定变大
3.（2023·福建卷·）一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴OO
′上的O
点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O 点，另一端与套在杆上的圆环相连。当
测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长
度L=0.2m，杆与竖直转轴的夹角a 始终为60°，弹簧原长x0=0.1m，弹簧劲度系数k =100 N/m，圆环质
量m=1kg；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s
2，摩擦力可忽略不计
（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O 点的距离；
（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
（3）求圆环处于细杆末端P 时，细杆匀速转动的角速度大小。
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4.（2022·福建）清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。
短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中，
（1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前
用时
。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加
速度大小；
（2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为
的匀速圆周运动，速度大小为
。已知武大靖的
质量为
，求此次过弯时所需的向心力大小；
（3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，
如图所示。求武大靖在（2）问中过弯时身体与水平面的夹角
的大小。（不计空气阻力，重力加速度大小
取
，
、
、
、
）
考点03 竖直面内的圆周运动
1．（2021·浙江·）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（ ）
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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
2．(多选)（2020·全国·）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏
板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时
每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．200 N
B．400 N
C．600 N
D．800 N
3.（2022·浙江）如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角
=37°的光滑直轨道AB、圆心为O1
的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG 组成，
B、D 和F 为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在G 点（与B 点等高），B、O1、D、O2和F 点处于同一
直线上。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg，轨道BCD 和DEF 的半径R=0.15m，轨道AB 长度
，滑
块与轨道FG 间的动摩擦因数
，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin37°=0.6，
cos37°=0.8。滑块开始时均从轨道AB 上某点静止释放，（
）
（1）若释放点距B 点的长度l=0.7m，求滑块到最低点C 时轨道对其支持力FN的大小；
（2）设释放点距B 点的长度为
，滑块第一次经F 点时的速度v 与
之间的关系式；
（3）若滑块最终静止在轨道FG 的中点，求释放点距B 点长度
的值。
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4.（2021·湖北）如图所示，一圆心为O、半径为R 的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑
水平面在Q 点相切。在水平面上，质量为m 的小物块A 以某一速度向质量也为m 的静止小物块B 运动。A、
B 发生正碰后，B 到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A 沿半圆弧轨道运动到与O 点等高的C 点
时速度为零。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
（1）求B 从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q 点的距离；
（2）当A 由C 点沿半圆弧轨道下滑到D 点时，OD 与OQ 夹角为θ，求此时A 所受力对A 做功的功率；
（3）求碰撞过程中A 和B 损失的总动能。
5.（2020·浙江）小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道
和倾角
的斜轨道
平滑连接而成。质量
的小滑块从弧形轨道离地高
处静止
释放。已知
，
，滑块与轨道
和
间的动摩擦因数均为
，弧形轨道和
圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。
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(1)求滑块运动到与圆心O 等高的D 点时对轨道的压力；
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C 点；
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A 点x 处的质量为
的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因
数仍为0.25，求它们在轨道
上到达的高度h 与x 之间的关系。（碰撞时间不计，
，
）
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