高中物理曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

高中物理曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第五章曲線運(yùn)動(dòng)本章主要介紹了曲線運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)三個(gè)方面的內(nèi)容。一、曲線運(yùn)動(dòng)1.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，加速度一定不為零。2.速度方向：質(zhì)點(diǎn)在曲線上某一點(diǎn)的速度方向沿該點(diǎn)的切線方向。3.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：（1）從動(dòng)力學(xué)角度看，物體所受合力方向指向軌跡的凹側(cè)。（2）從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看，物體加速度方向與速度方向不共線。二、拋體運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)是只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，其中平拋運(yùn)動(dòng)是一種特殊的拋體運(yùn)動(dòng)。1.平拋運(yùn)動(dòng)的定義：水平拋出的物體只在重力作用下做運(yùn)動(dòng)。2.平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線。3.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法：（1）平拋運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)。（2）平拋運(yùn)動(dòng)的速度：水平方向速度：vx=v豎直方向速度：vy=gt合速度：v=√(vx2+vy2)，方向：tgθ=vy/vx（3）平拋運(yùn)動(dòng)的位移：水平方向位移：Sx=vt=v2/2g豎直方向位移：Sy=1/2gt2=gt/2合位移：s=√(Sx2+Sy2)，方向：tgφ=Sy/Sx4.平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡：拋物線；軌跡方程：y=(g/2x2)x2。運(yùn)動(dòng)時(shí)間t由高度h決定，與初速度v無關(guān)。水平射程x由v和h共同決定。相同時(shí)間內(nèi)速度改變量相等，即△v=g△t，△v的方向豎直向下。三、圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)分為非勻圓周運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)。a.非勻圓周運(yùn)動(dòng)：合力不指向圓心，但向心力（只是合力的一個(gè)分力）指向圓心。b.勻速圓周運(yùn)動(dòng)：（1）運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：速度大小不變，周期不變，角速度不變，向心加速度大小不變；速度和向心加速度的方向時(shí)刻在變。勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)。（2）動(dòng)力學(xué)特征：合外力（向心力）大小恒定，方向始終指向圓心?；竟郊懊枋鰣A周運(yùn)動(dòng)的物理量：（1）線速度方向：質(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧該點(diǎn)的切線方向。大小：v=s/Δt=2πr/T=Rω。（2）角速度大?。害?Δφ/Δt（單位rad/s），其中φ是t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。（3）周期T=2π/ω=2πn，其中n是轉(zhuǎn)速。（4）向心加速度大小：a=v2/r=Rω2。以上就是本章的主要內(nèi)容。物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其頻率表示單位時(shí)間內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，也稱轉(zhuǎn)速，單位為Hz。轉(zhuǎn)速與角速度、周期和頻率之間有以下關(guān)系：T=1/f=2π/ω，v=rω。向心加速度描述了線速度方向的快慢，其大小為v2/r，方向始終指向圓心。向心力產(chǎn)生向心加速度，不斷改變質(zhì)點(diǎn)的速度方向，而不改變速度大小。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力就是合外力；在非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力是合外力沿半徑方向的分力。質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是具有初速度，受到的合外力始終與速度方向垂直且大小不變。若合外力小于mω2r，則質(zhì)點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng)；若合外力大于mω2r，則質(zhì)點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng)；若合外力等于0，則質(zhì)點(diǎn)沿切線做直線運(yùn)動(dòng)。在繩與桿問題中，物體的運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)，沿繩或桿方向和垂直于繩或桿方向的運(yùn)動(dòng)為分運(yùn)動(dòng)。例如，在岸上用繩拉船，拉繩的速度為v，當(dāng)繩與水平方向夾角為θ時(shí)，船的速度為v/cosθ。小船過河最值問題中，若水速大于船速，則船總是被水沖向下游，船頭與河岸的夾角應(yīng)為cosθ=v船/v水，船最短距離為d=v船d垂直速度/v水，渡河時(shí)間為t=d垂直速度/v船，最短位移為d。綜上所述，物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率、角速度、周期和轉(zhuǎn)速之間有關(guān)系；向心加速度描述了速度方向的改變；向心力產(chǎn)生向心加速度，不斷改變速度方向；質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是具有初速度，受到的合外力始終與速度方向垂直且大小不變。在繩與桿問題中，物體的運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)，沿繩或桿方向和垂直于繩或桿方向的運(yùn)動(dòng)為分運(yùn)動(dòng)；在小船過河最值問題中，船頭與河岸的夾角應(yīng)為cosθ=v船/v水，船最短距離為d=v船d垂直速度/v水，渡河時(shí)間為t=d垂直速度/v船，最短位移為d。渡河時(shí)間可以通過垂直位移與垂直速度的比值來計(jì)算。當(dāng)船速大于水流速度時(shí)，即船速大于水速，且合速度與河岸垂直時(shí)，渡河最短位移就是河寬。當(dāng)船速小于水流速度時(shí)，即船速小于水速，合速度不可能與河岸垂直，只有當(dāng)合速度方向越接近垂直河岸方向時(shí)，渡河航程越短。這可以通過幾何方法求得，即以水流速度的末端為圓心，以船速的長度為半徑作圓，從水流速度的始端作此圓的切線，該切線方向即為最短航程的方向。在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)中，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，過最高點(diǎn)的臨界條件是繩子的拉力或軌道的彈力剛好等于零，小球的重力充當(dāng)向心力。設(shè)能通過最高點(diǎn)的最小速度為v臨，則mg=mv^2/r。能過最高點(diǎn)的條件是v≥v0，不能通過最高點(diǎn)的條件是v<v0，物體到達(dá)最高點(diǎn)之前就脫離了圓軌道。在輕桿模型中，小球可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)最高點(diǎn)的速度為v=gr時(shí)，桿對(duì)小球的彈力為零。當(dāng)0<v<gr時(shí)，桿對(duì)小球有支持力，而且隨著速度的增加，支持力減小。當(dāng)v>gr時(shí)，桿對(duì)小球有拉力或管的外壁對(duì)小球有豎直向下的壓力，而且隨著速度的增加，拉力或壓力增大。在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)角速度w變化時(shí)，物體有遠(yuǎn)離或向著圓心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。要根據(jù)物體的受力情況，判斷物體受某個(gè)力是否存在以及這個(gè)力存在時(shí)方向朝哪，特別是一些靜摩擦力，繩子的拉力等。在生活中，汽車和火車轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)出現(xiàn)側(cè)向的摩擦力提供向心力的情況。當(dāng)內(nèi)側(cè)軌道低于外側(cè)時(shí)，速度適中時(shí)重力與支持力合力提供向心力。當(dāng)速度過大時(shí)，外軌道阻止火車做離心運(yùn)動(dòng)，火車對(duì)外側(cè)軌道有壓力；當(dāng)速度過小時(shí)，內(nèi)軌道阻止火車做近心運(yùn)動(dòng)，火車對(duì)內(nèi)軌道有側(cè)壓力。汽車過拱形時(shí)，合力向下，失重。凹形橋的物理公式可以表示為F支－mg＝ma＝m(v2/r)，其中合力（向心力、加速度）向上，當(dāng)完全失重時(shí)，壓力為零。同軸傳動(dòng)的公式為ω1/ω2=r2/r1，而皮帶傳動(dòng)的公式為ω1/ω2=r1/r2。這些公式可以用于計(jì)算傳動(dòng)比。在圓錐擺中，n=mgF/v2R，其中n表示擺繩的張力。而在平拋模型中，小球落在斜面上的距離與在水平方向通過的距離之比為2tanθ。對(duì)于拋向斜