物理圆周运动知识点
『壹』 高一物理必修2圆周运动知识点归纳
圆周运动是高考的重点内容和命题频率最高的知识点。下面我给大家带来 高一物理 必修2圆周 运动知识 点,希望对你有帮助。
高一物理必修2圆周运动知识点
一、考点理解
1、关于匀速圆周运动
(1)条件:①物体在圆周上运动;②任意相等的时间里通过的圆弧长度相等。
(2)性质:匀速圆周运动是加速度变化(大小不变而方向不断变化)的变加速运动。
(3)匀速圆周运动的向心力:
①是按力的作用效果来命名的力,它不是具有确定性质的某种力,相反,任何性质的力都可以作为向心力。例如,小铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静止的原因是,静摩擦力充当向心力,若圆盘是光滑的,就必须用线细拴住小铁块,才能保证小铁块同圆盘一起做匀速转动,这时向心力是由细线的拉力提供。
②向心力的作用效果是改变线速度的方向。做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为向心力,它是产生向心加速度的原因,其方向一定指向圆心,是变化的(线速度大小变化的非匀速圆周运动的物体所受的合外力不指向圆心,它既要改变速度方向,同时也改变速度的大小,即产生法向加速度和切向加速度)。
③向心力可以是某几个力的合力,也可以是某个力的分力。例如,用细绳拴着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动到最低点时,其向心力由绳的拉力和重力(F向 = T拉 - mg)两个力的合力充当。而在圆锥摆运动中,小球做匀速圆周运动的向心力则是由重力的分力(F向 = mg*tanθ),其中θ为摆线与竖直轴的夹角)充当,因此决不能在受力分析时沿圆心方向多加一个向心力。
④物体做匀速圆周运动所需向心力大小可以表示为:
F = ma = mv^2/r = mrω^2 = mr*4π^2/(T^2)
2、描述圆周运动的物理量
(1)线速度:v = s/t(s是物体在时间t内通过的圆弧长),方向沿圆弧上该点处的切线方向。描述了物体沿圆弧运动的快慢程度。
(2)角速度:ω = θ/t(θ是物体在时间t内绕圆心转过的角度),描述了物体绕圆心转动的快慢程度。
(3)周期与频率:T = 2πr/v = 2π/ω = 1/f(沿圆周运动一周所用的时间叫周期,每秒钟完成圆周运动的转数叫频率)。
(4)向心加速度:描述线速度方向变化快慢的物理量。大小:a向心 = v^2/r = rω^2 = r*4π^2/(T^2)。方向:总是指向圆心,方向时刻在变化,是一个变加速度。
说明:当ω为常数时,a向心与r成正比;当v为常数时,a向心与r成反比。因此,若无特殊条件说明,不能说a向心一定与r成正比还是反比。
3、匀速圆周运动的运动学特征
匀速圆周运动的线速度大小不变但方向不断变化;周期不变;频率不变;角速度不变;向心加速度大小不变但方向不断变化。
二、 方法 讲解
1、匀速圆周运动的分析方法
对于匀速圆周运动的问题,一般可按如下步骤进行分析:
(1)确定做匀速圆周运动的物体作为研究对象。
(2)明确运动情况。包括搞清运动速率v、轨迹半径r及轨迹圆心O的位置等,只有明确了上述几点后,才能知道运动物体在运动过程中所需的向心力大小(mv^2/r)和向心力方向(指向圆心)。
(3)分析受力情况,对物体实际受力情况作出正确的分析,画出受力图,确定指向圆心的合外力F(即提供的向心力)。
(4)代入公式F = mv^2/r,求解结果。
2、匀速圆周运动中向心力的特点
由于匀速圆周运动仅是速度方向发生变化而速度大小不变,故只存在向心加速度,物体受的外力的合力就是向心力,可见,合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直指向圆心,是物体做匀速圆周运动的条件。
在求解匀速圆周运动的问题时,关键是对物体进行受力分析,看是哪一个力或哪几个力的合力来提供向心力。
高一物理必修2知识点
1.在曲线运动中,质点在某一时刻(某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。
2.物体做直线或曲线运动的条件:
(已知当物体受到合外力F作用下,在F方向上便产生加速度a)
(1)若F(或a)的方向与物体速度v的方向相同,则物体做直线运动;
(2)若F(或a)的方向与物体速度v的方向不同,则物体做曲线运动。
3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。
4.平抛运动:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动。
分运动:
(1)在水平方向上由于不受力,将做匀速直线运动;
(2)在竖直方向上物体的初速度为零,且只受到重力作用,物体做自由落体运动。
5.以抛点为坐标原点,水平方向为x轴(正方向和初速度的方向相同),竖直方向为y轴,正方向向下.
6.①水平分速度: ②竖直分速度: ③t秒末的合速度
④任意时刻的运动方向可用该点速度方向与x轴的正方向的夹角 表示
7.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的时间里通过的圆弧长度相同。
8.描述匀速圆周运动快慢的物理量
(1)线速度v:质点通过的弧长和通过该弧长所用时间的比值,即v=s/t,单位m/s;属于瞬时速度,既有大小,也有方向。方向为在圆周各点的切线方向上
9.匀速圆周运动是一种非匀速曲线运动,因而线速度的方向在时刻改变
(2)角速度 :ω=φ/t(φ指转过的角度,转一圈φ为 ),单位 rad/s或1/s;对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的
(3)周期T,频率:f=1/T
(4)线速度、角速度及周期之间的关系:
10.向心力: 向心力就是做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力,向心力只改变运动物体的速度方向,不改变速度大小。
高一物理必修2课本目录
第五章曲线运动
1.曲线运动
2.平抛运动
3.实验:研究平抛运动
4.圆周运动
5.向心加速度
6.向心力
7.生活中的圆周运动
第六章万有引力与航天
1.行星的运动
2.太阳与行星间的引力
3.万有引力定律
4.万有引力理论的成就
5.宇宙航行
6.经典力学的局限性
第七章机械能守恒定律
1.追寻守恒量——能量
2.功
3.功率
4.重力势能
5.探究弹性势能的表达式
6.实验:探究功与速度变化的关系
7.动能和动能定理
8.机械能守恒定律
9.实验:验证机械能守恒定律
『贰』 物理圆周运动
质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动时,即其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。它是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。圆周运动分为,匀速圆周运动和变速圆周运动(如:竖直平面内绳/杆转动小球、竖直平面内的圆锥摆运动)。在圆周运动中,最常见和最简单的是匀速圆周运动(因为速度是矢量,所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动)。特点匀速圆周运动的特点:轨迹是圆,角速度,周期 ,线速度的大小和向心加速度的大小不变。 线速度定义:质点运动通过的弧长L与所用的时间t的比值。 线速度的物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢,是矢量。 角速度的定义:半径转过的弧度(弧度制:360°=2π)与所用时间t的比值. 周期的定义:作匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间. 转速的定义:作匀速圆周运动的物体,每秒转过的弧度. 注意:圆周运动不是匀速运动.而是变速曲线运动! 主要公式:v=L/t ,ω=角度/t , 由以上可推导出v=ωr, 求线速度,除了可以用v=L/t,也可推导出v=2πr/T(注:T为周期)=ωr=2πrn(注:n代表转速,n与可以T可以互相转换,公式为T=1/n),π代表圆周率 同样的,求角速度可以用ω=角度/t =2π/T=v/r=2πn 著名理论任何物体在作圆周运动时需要一个向心力,因为它在不断改变速度。对象的速度的速率大小不变,但方向一直在改变。只有合适大小的向心力才能维持物体在圆轨道上运动。这个加速度(速度是一个矢量,改变方向的同时可以不改变大小)是由向心力提供的,如果不具备这一条件,物体将脱离圆轨道。注意,向心加速度是反映线速度方向改变的快慢。 物体在作圆周运动时速度的方向相切于圆周路径。匀速圆周运动物体所受合力的方向一直指向圆心,即此来改变速度的方向。 现在,向心力可以使物体不脱离轨道。一个很好的例子是重力。 地面重力给人造卫星必要的力使其在沿轨道运动。 现在回到物理学上来。向心力与物体速度的平方及它的质量和半径倒数成正比: F = mv²/r,F=mω²r(v是线速度,ω是角速度) 所以如果我们知道了力大小,质量,半径,我们可以算出对象旋转速度。 如果我们知道了速度,质量,半径,我们可以算出力大小。符号记为如下: F = ma Yes, Force = Mass multiplied by Acceleration. So:是的,合外力=质量乘以加速度,所以: a = v²/r =(2π)²r/T² 质量符号去除—用 F和 ma 取代. 因此求加速度可以不用知道物体的质量。 当一质点在一平面做圆周运动时在另一正交平面的射影是做简谐运动,与弹簧振子的运动形式一样,加速度在不断变化中。 如果物体沿半径是R的圆周作匀速圆周运动,运动一周的时间为T,则线速度的大小等于角速度大小和半径R的乘积. v=ωR,使用这一公式时应注意,角度的单位一定要用弧度,只有角速度的单位是弧度/秒时,上述公式才成立. 在物理学中,圆周运动是在圆圈上转圈:一个圆形路径或轨迹。当考虑一件物体的圆周运动时,物体的体积大小会被忽略,并看成一质点(在空气动力学上除外)。 圆周运动的例子有:一个人造卫星跟随其轨迹转动、用绳子连接著一块石头并打圈挥动、一架赛车在赛道上转弯、一粒电子垂直地进入一个平均磁场、一个齿轮在机器中的转动、皮带传动装置、火车的车轮及拐弯处轨道。 圆周运动以向心力提供运动物体所须的加速度。这向心力把运动物体拉向圆形轨迹的中心点。若果没有向心力,物体会跟随牛顿第一定律惯性地进行直线运动。即使物体速率不变,圆周运动是被加速的,因为物体的速度方向是不停地改变方向的。 匀速圆周运动物理术语 1定义:质点沿圆周运动,如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做“匀速圆周运动”,亦称“匀速率圆周运动”因为物体作圆周运动时速率不变,但速度方向随时发生变化。 2物体作圆周运动的条件:①具有初速度;②受到一个大小不变、方向与速度垂直因而是指向圆心的力(向心力)。物体作匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变速运动。又由于作匀速圆周运动时,它的向心加速度的大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变加速运动。“匀速圆周运动”一词中的“匀速”仅是速率不变的意思。 做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,而且加速度不断改变,因为其加速度方向在不断改变,因为其运动轨迹是圆,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心。做变速圆周运动的物体总能分解出一个指向圆心的加速度,我们将方向时刻指向圆心的加速度称为向心加速度 匀速圆周运动相关公式 1、v(线速度)=l/t=2πr/T(l代表弧长,t代表时间,r代表半径) 2、ω(角速度)=θ/t=2π/T(θ表示角度或者弧度) 3、T(周期)=2πr/v=2π/ω 4、f(频率)=1/T 5、ω=2πn 6、v=rω 7、Fn(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2f^2 8、an(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2 9、v过顶点时最大速度v=(gr)^(1/2) 匀速圆周运动向心力公式的推导 设一质点在A处的运动速度为Va,在运动很短时间⊿t后,到达B点,设此是的速度为Vb 由于受向心力的作用而获得了一个指向圆心 速度⊿v,在⊿v与Va的共同作用下而运动到B点,达到Vb的速度 则矢量Va+矢量⊿v=矢量Vb,矢量⊿v=矢量Vb-矢量Va 用几何的方法可以得到Va与Vb的夹角等于OA与OB的夹角,当⊿t非常小时 ⊿v/v=s/r(说明:由于质点做匀速圆周运动,所以Va=Vb=v,s表示弧长,r表示半径) 所以⊿v=sv/r ⊿v/⊿t=s/⊿t * v/r,其中⊿v/⊿t表示向心加速度a,s/⊿t 表示线速度 所以a=v^2/r=rω^2=r4π^2/T^2=r4π^2n^2 F(向心力)=ma=mv^2/r=mrω^2=4π^2/T^2
『叁』 高一物理圆周运动
圆周运动
一、主要内容
本章内容包括圆周运动的动力学部分和物体做圆周运动的能量问题,其核心内容是牛顿第二定律、机械能守恒定律等知识在圆周运动中的具体应用。
二、基本方法
本章中所涉及到的基本方法与第二章牛顿定律的方法基本相同,只是在具体应用知识的过程中要注意结合圆周运动的特点:物体所受外力在沿半径指向圆心的合力才是物体做圆周运动的向心力,因此利用矢量合成的方法分析物体的受力情况同样也是本章的基本方法;只有物体所受的合外力的方向沿半径指向圆心,物体才做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律合外力与加速度的瞬时关系可知,当物体在圆周上运动的某一瞬间的合外力指向圆心,我们仍可以用牛顿第二定律对这一时刻列出相应的牛顿定律的方程,如竖直圆周运动的最高点和最低点的问题。另外,由于在具体的圆周运动中,物体所受除重力以外的合外力总指向圆心,与物体的运动方向垂直,因此向心力对物体不做功,所以物体的机械能守恒。
三、错解分析
在本章知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对物体做圆周运动时的受力情况不能做出正确的分析,特别是物体在水平面内做圆周运动,静摩擦力参与提供向心力的情况;对牛顿运动定律、圆周运动的规律及机械能守恒定律等知识内容不能综合地灵活应用,如对于被绳(或杆、轨道)束缚的物体在竖直面的圆周运动问题,由于涉及到多方面知识的综合,表现出解答问题时顾此失彼。
例1 假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动,则( )
A.根据公式v=ωr,可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍。
D.根据上述选项B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减
【错解】选择A,B,C
所以选择A,B,C正确。
【错解分析】A,B,C中的三个公式确实是正确的,但使用过程中A,
【分析解答】正确选项为C,D。
A选项中线速度与半径成正比是在角速度一定的情况下。而r变化时,角速度也变。所以此选项不正确。同理B选项也是如此,F∝是在v一定时,但此时v变化,故B选项错。而C选项中G,M,m都是恒量,所以F∝
【评析】物理公式反映物理规律,不理解死记硬背经常会出错。使用中应理解记忆。知道使用条件,且知道来拢去脉。
卫星绕地球运动近似看成圆周运动,万有引力提供向心力,由此将
根据以上式子得出
例2 一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的半径大得多),圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)。A球的质量为m1, B球的质量为m2。它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为v0。设A球运动到最低点时,球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m1,m2,R与v0应满足关系式是。
【错解】依题意可知在A球通过最低点时,圆管给A球向上的弹力N1为向心力,则有
B球在最高点时,圆管对它的作用力N2为m2的向心力,方向向下,则有
因为m2由最高点到最低点机械能守恒,则有
【错解原因】错解形成的主要原因是向心力的分析中缺乏规范的解题过程。没有做受力分析,导致漏掉重力,表面上看分析出了N1=N2,但实际并没有真正明白为什么圆管给m2向下的力。总之从根本上看还是解决力学问题的基本功受力分析不过关。
【分析解答】首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图,如图4-1所示。A球在圆管最低点必受向上弹力N1,此时两球对圆管的合力为零,m2必受圆管向下的弹力N2,且N1=N2。
据牛顿第二定律A球在圆管的最低点有
同理m2在最高点有
m2球由最高点到最低点机械能守恒
【评析】比较复杂的物理过程,如能依照题意画出草图,确定好研究对象,逐一分析就会变为简单问题。找出其中的联系就能很好地解决问题。
例3 从地球上发射的两颗人造地球卫星A和B,绕地球做匀速圆周运动的半径之比为RA∶RB=4∶1,求它们的线速度之比和运动周期之比。
设A,B两颗卫星的质量分别为mA,mB。
【错解原因】这里错在没有考虑重力加速度与高度有关。根据万有引力定律知道:
可见,在“错解”中把A,B两卫星的重力加速度gA,gB当作相同的g来处理是不对的。
【分析解答】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有
【评析】我们在研究地球上的物体的运动时,地面附近物体的重力加速度近似看做是恒量。但研究天体运动时,应注意不能将其认为是常量,随高度变化,g值是改变的。
例4 使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点?
【错解】如图4-2所示,根据机械能守恒,小球在圆形轨道最高点A时的势能等于它在圆形轨道最低点B时的动能(以B点作为零势能位置),所以为
从而得
【错解原因】小球到达最高点A时的速度vA不能为零,否则小球早在到达A点之前就离开了圆形轨道。要使小球到达A点(自然不脱离圆形轨道),则小球在A点的速度必须满足
式中,NA为圆形轨道对小球的弹力。上式表示小球在A点作圆周运动所需要的向心力由轨道对它的弹力和它本身的重力共同提供。当NA=0时,
【分析解答】以小球为研究对象。小球在轨道最高点时,受重力和轨道给的弹力。
小球在圆形轨道最高点A时满足方程
根据机械能守恒,小球在圆形轨道最低点B时的速度满足方程
解(1),(2)方程组得
轨道的最高点A。
例5 用长L=1.6m的细绳,一端系着质量M=1kg的木块,另一端挂在固定点上。现有一颗质量m=20g的子弹以v1=500m/s的水平速度向木块中心射击,结果子弹穿出木块后以v2=100m/s的速度前进。问木块能运动到多高?(取g=10m/s2,空气阻力不计)
【错解】在水平方向动量守恒,有
mv1=Mv+mv2 (1)
式①中v为木块被子弹击中后的速度。木块被子弹击中后便以速度v开始摆动。由于绳子对木块的拉力跟木块的位移垂直,对木块不做功,所以木块的机械能守恒,即
h为木块所摆动的高度。解①,②联立方程组得到
v=8(v/s)
h=3.2(m)
【错解原因】这个解法是错误的。h=3.2m,就是木块摆动到了B点。如图4-3所示。则它在B点时的速度vB。应满足方程
这时木块的重力提供了木块在B点做圆周运动所需要的向心力。解
如果vB<4 m/s,则木块不能升到B点,在到达B点之前的某一位置以某一速度开始做斜向上抛运动。而木块在B点时的速度vB=4m/s,是不符合机械能守恒定律的,木块在 B点时的能量为(选A点为零势能点)
两者不相等。可见木块升不到B点,一定是h<3.2 m。
实际上,在木块向上运动的过程中,速度逐渐减小。当木块运动到某一临界位置C时,如图4-4所示,木块所受的重力在绳子方向的分力恰好等于木块做圆周运动所需要的向心力。此时绳子的拉力为零,绳子便开始松弛了。木块就从这个位置开始,以此刻所具有的速度vc作斜上抛运动。木块所能到达的高度就是C点的高度和从C点开始的斜上抛运动的最大高度之和。
【分析解答】 如上分析,从式①求得vA=v=8m/s。木块在临界位置C时的速度为vc,高度为
h′=l(1+cosθ)
如图所示,根据机船能守恒定律有
木块从C点开始以速度vc做斜上抛运动所能达到的最大高度h″为
【评析】 物体能否做圆运动,不是我们想象它怎样就怎样这里有一个需要的向心力和提供向心力能否吻合的问题,当需要能从实际提供中找到时,就可以做圆运动。所谓需要就是符合牛顿第二定律F向=ma向的力,而提供则是实际中的力若两者不相等,则物体将做向心运动或者离心运动。
『肆』 物理圆周运动的概念
1.大小不变.
2.大小不变,方向改变且相同时间改变量相同,所以叫“匀速”,她是变速运动.
3.做匀速圆周运动的物体向心力永远指向圆心,你所说的情况是圆周运动,但不是匀速圆周运动,所以合力不一定指向圆心.
4.是的.
5.加速度大小不变且恒指向圆心的“圆周运动”能叫“匀速圆周运动”.
『伍』 物理圆周运动知识点
物理圆周运动知识点1
1.线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度():弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:
(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。
物理圆周运动知识点2
直线运动
1)匀变速直线运动
1.平均速度v平=st(定义式)
2.有用推论vt2–v02=2as
3.中间时刻速度v平=vt2=vt+v02
4.末速度vt=v0+at
5.中间位置速度vs2=v02+vt2212
6.位移s=v平t=v0t+at22=vt2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0
8.实验用推论ΔS=aT^2ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差
9.主要物理量及单位:初速(Vo):m/s
加速度(a):m/s^2末速度(Vt):m/s
时间(t):秒(s)位移(S):米(m)路程:米速度单位换算:1m/s=3.6Km/h
注:
(1)平均速度是矢量。
(2)物体速度大,加速度不一定大。
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式。
(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/
2)自由落体
1.初速度Vo=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt^2=2gh
注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。
(2)a=g=9.8m/s^2≈10m/s^2重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。
3)竖直上抛
1.位移S=Vot-gt^2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8≈10m/s2)
3.有用推论Vt^2–Vo^2=-2gS4.上升高度Hm=Vo^2/2g(抛出点算起)
5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)
注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
质点的运动
曲线运动万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度Vx=Vo2.竖直方向速度Vy=gt
3.水平方向位移Sx=Vot4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/2
5.运动时间t=(2Sy/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2
合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/Vo
7.合位移S=(Sx^2+Sy^2)1/2,
位移方向与水平夹角α:tgα=Sy/Sx=gt/2Vo
注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。(2)运动时间由下落高度h(Sy)决定与水平抛出速度无关。(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα。(4)在平抛运动中时间t是解题关键。(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πR/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2_=m(2π/T)^2_
5.周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系V=ωR
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(S):米(m)角度(Φ):弧度(rad)频率(f):赫(Hz)
周期(T):秒(s)转速(n):r/s半径(R):米(m)线速度(V):m/s
角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2
注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。(2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。
万有引力
1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM)R:轨道半径T:周期K:常量(与行星质量无关)
2.万有引力定律F=Gm1m2/r^2G=6.67×10^-11N?m^2/kg^2方向在它们的连线上
3.天体上的重力和重力加速度GMm/R^2=mgg=GM/R^2R:天体半径(m)
4.卫星绕行速度、角速度、周期V=(GM/R)1/2ω=(GM/R^3)1/2T=2π(R^3/GM)1/2
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/sV2=11.2Km/sV3=16.7Km/s
6.地球同步卫星GMm/(R+h)^2=m_π^2(R+h)/T^2h≈3.6kmh:距地球表面的高度
注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F心=F万。(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等。(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同。(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小。(5)地球卫星的环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S。
注意:
1.运动时间只由高度决定。
2.水平位移和落地速度由高度和初速度决定,平抛运动的物体在任何相等的时间内位移的增量都是相同的。
3.在任意相等的时间里,速度的变化量相等,方向也相同.是加速度大小,方向不变的曲线运动
4.任意时刻,速度偏向角的正切等于位移偏向角正切的两倍。
5.任意时刻,速度矢量的反向延长线水平位移的中点。
6.从斜面上沿水平方向抛出物体,若物体落在斜面上,物体与斜面接触时的速度方向与水平方向的夹角的正切是斜面倾角正切的二倍。
7.从斜面上水平抛出的物体,若物体落在斜面上,物体与斜面接触时速度方向、物体与斜面接触时速度方向和斜面形成的夹角与物体抛出时的初速度无关,只取决于斜面的倾角。
练习题:
1、物体做曲线运动时,下列说法中不可能存在的是()
A.速度的大小可以不发生变化而方向在不断地变化。
B.速度的方向可以不发生变化而大小在不断地变化
C.速度的大小和方向都可以在不断地发生变化
D.加速度的方向在不断地发生变化
2、关于曲线运动的说法中正确的是()
A.做曲线运动物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上
B.速度变化的运动必定是曲线运动
C.受恒力作用的物体不做曲线运动
D.加速度变化的运动必定是曲线运动
3、关于运动的合成,下列说法中正确的是()
A.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
B.两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动
C.只要两个分运动是直线运动,那么合运动也一定是直线运动
D.两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等
4、关于做平抛运动的物体,下列说法中正确的是()
A.从同一高度以不同速度水平抛出的物体,在空中的运动时间不同
B.以相同速度从不同高度水平抛出的物体,在空中的运动时间相同
C.平抛初速度越大的物体,水平位移一定越大
D.做平抛运动的物体,落地时的速度与抛出时的速度大小和抛出时的高度有关
物理学习方法
1、理象记忆法:如当车起步和刹车时,人向后、前倾倒的现象,来记忆惯性概念。
2、浓缩记忆法:如光的反射定律可浓缩成"三线共面、两角相等,平面镜成像规律可浓缩为“物象对称、左右相反”。
3、口诀记忆法:如“物体有惯性,惯性物属性,大小看质量,不论动与静。”
4、比较记忆法:如惯性与惯性定律、像与影、蒸发与沸腾、压力与压强、串联与并联等,比较区别与联系,找出异同。
5、推导记忆法:如推导液体内部压强的计算公式。即p=F/S=G/S=mg/s=pvg/s=pshg/=pgh。
6、归类记忆法:如单位时间通过的路程叫速度,单位时间里做功的多少叫功率,单位体积的某种物质的质量叫密度,单位面积的压力叫压强等,都可以归纳为“单位……的……叫……”类。
7、顾名思义法:如根据“浮力”、“拉力”、“支持力”等名称,易记住这些力的方向。
8、因果(条件记忆法):如判定使用左、右手定则的条件时,可根据由于在磁场中有电流,而产生力,就用左手定则;若是电力在磁场中运动,而产生电流,就用右手定则。
9、图表记忆法:可采用小卡片、转动纸板、列表格等方式,将知识内容分类归纳小结编成图表记忆。
10、实践记忆法:如制作测力计,可以帮助同学们记在弹簧的伸长与外力成正比的知识。
物理学习技巧
一、重视物理概念
初中将学习大量的重要的物理概念、规律,而这些概念、规律,是解决各类问题的基础,因此要真正理解和掌握,应力求做到“五会”:
会表述:能熟记并正确地叙述概念、规律的内容。
能表达:明确概念、规律的表达公式及公式中每个符号的科学意义。
会理解:能控制公式的利用范围和使用条件。
会变形:会对公式进行精确变形,并理解变形后的含义。
能应用:能应用概念和公式进行简单的判断、推理和计算。
二、重视画图和识图
在初中物理课程里,同学们会学到力的图示、简单的机械图、电路图和光路图。一类是属于作图类型题,例如,作光路图等,要力求符号标准、线条清晰、尺规作图。另一类属于识图,例如,识别机械运动部分的v-t图象、s-t图象,以及物态变化部分的晶体和非晶体熔化和凝固图象等,要记住讲过的最基本图象,明确图象中各部分所代表的物理含义。
物理圆周运动知识点3
物理公式大放送:向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心。
匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πr/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf =V/r
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
温馨提示:做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。
物理圆周运动知识点4
【知识点1】 匀速圆周运动及其描述
一、描述匀速圆周运动的快慢
1.线速度
(1)定义:线速度的大小等于质点通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值。
(2)公式:v=s/t
(3)意义:描述做圆周运动的物体的运动快慢。
(4)方向:物体在某一时刻或某一位置的线速度方向就是圆弧上该点的切线方向。
2.角速度
(1)定义:在圆周运动中,质点所在半径转过的角度θ和所用时间t的比值,就是物体转动的角速度。
(2)公式:ω=θ/t
(3)意义:描述物体绕圆心转动的快慢。匀速圆周运动的角速度是不变的。
(4)单位:在国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒,符号为rad/s。
3.周期
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的'时间叫做周期。用T表示,单位是秒,符号是s。
(2)与频率的关系:T=1/f.
4.转速
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,单位时间内转过的圈数称为转速n.
(2)单位:转/秒(r/s)或转/分(r/min)。
二、描述圆周运动的物理量及其关系
1.角速度、周期、转速之间的关系ω=2π/T=2nπ
即角速度与周期成反比,与转速成正比。
(1)转速n的单位为r/s.
(2)ω、T、n三个量中任意一个确定,其余两个也就确定。
2.线速度与角速度的关系v=rω
r一定时,v∝ω,如圆盘转动时,圆盘上某点的ω越大则v越大
ω一定时,v∝r,如时钟的分针转动时,分针上各质点的ω相同,但分针上离圆心越远的质点,r越大,v也越大
v一定时,ω∝1/r,如皮带传动装置中,两轮边缘上各点线速度大小相等,但大轮的r较大,ω较小
3.线速度与周期的关系v=2πr/T,即当半径r相同时,周期小的线速度大。
特别提醒:
(1)v、ω、r是瞬时对应关系,只有控制一个量不变,才能确定另外两个量是正比还是反比关系。
(2)描述匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻变化,即线速度是变化的,而角速度、周期、转速是不变的。
【知识点2】 三种传动方式
1.皮带传动(同一皮带不打滑)
(1)线速度:和皮带相连的两轮边缘线速度大小相等v1=v2
(2)角速度:ω1:ω2=r2:r1
(3)转速:n1:n2=r2:r1
(3)周期:T1:T2=r1:r2
2.齿轮传动
A点和B点分别是两个齿轮边缘上的点,两个齿轮轮齿啮合。齿轮转动时,它们的线速度、角速度、周期存在以下定量关系:
vA=vB,ωA:ωB=r2:r1,TA:TB=r1:r2
两点转动方向相反。
3.同轴传动
同轴传动装置中各点的角速度相同,转速相同,周期相同,距转轴上不同半径的各点线速度大小不同,即vA:vB=r1:r2.
特别提醒:在解答传动装置中各物理量间的关系时,首先确定相同的量是线速度还是角速度,从而确定其他各量间的关系。齿轮传动和链条传动跟皮带传动相似。
【知识点3】 向心力
1.向心力的来源:向心力是根据力的作用效果命名的。可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,可以是某几个力的合力,也可以是某个力的分力。
2.向心力的大小
F=ma=mv2/r=mω2r=mvω=m(2π/T)2r=m(2πn)2r
3.对公式的理解
(1)向心力公式既适用于匀速圆周运动,也适用于非匀速圆周运动。
(2)向心力公式具有瞬时性,即式中各量对应同一时刻。
(3)当m、ω一定时,由F知F∝r;
当m、v一定时,由F=mv2/r 知 F∝1/r。
特别提醒:
(1)在匀速圆周运动中,物体所受的合外力一定指向圆心,充当向心力。非匀速圆周运动的合外力不指向圆心,合外力的法向分力为向心力。
(2)任何情况的圆周运动,向心力的方向一定指向圆心,向心力是做圆周运动的物体需要的一个指向圆心的力,而不是物体又受到一个新的力。
『陆』 求高一物理圆周运动的知识点,以及他的公式,各物理量的推导等
质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动,即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。它是一种最常见的曲线运动。
角速度w指质点绕圆心运动过的角度大小与运动时间的比值,即通过角度的快慢
线速度v=w*r (*乘以)在数值上指质点通过的弧长大小与运动时间的比值,即通过弧长的快慢,是矢量
T为质点运动一周的时间,即周期。则w=2π/T,v=2πr/T
向心加速a=w*v=v2/r=w2*r=(2π/T)2*r 方向始终指向圆心
向心力F=ma 向心力是效果力,并非实际存在。通常由重力,弹力,摩擦力等提供
附上高三党以前的笔记
『柒』 物理有关圆周运动都有什么知识点,和公式及解题方法
1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式
2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例
教学难点:
理解做匀速圆周运动的缓郑物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的,而不是一种特殊的力。
教学方法:
讲授法、分析归纳法、推理法
教学用具:
投影仪、投影片、录像机、录像带
教学步骤:
一、引入新课
1、复习提问:
(1)向心力的求解公式有哪几个?
(2)如何求解向心加速度?
2、引入:本节银敏课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
1、知道向心力是物体沿半径方向所受的合外力提供的。
2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。
3、会在具体问题中分析向心力的来源,并进行有关计算。
(二)学习目标完成过程:
1:关于向心力的来源。
(1)介绍:分析和解决匀速圆周运动的问题,首先是要把向心力的来源搞清楚。
2:说明:
a:向心力是按效果命名的力;
b:任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力;
c:不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外,还要另外受到向心力。
3.简介运用向心力公式的解题步骤:
(1)明确研究对象,确定它在哪个平面内做圆周运动,找到圆心和半径。
(2)确定研究对象在某个位置所处的状态,进行具体的受力分析,分析哪些力提供了向心力。
(3)建立以向心方向为正方向的坐标,据向心力共式列锋哪枝方程。
(4)解方程,对结果进行必要的讨论。
4、实例1:火车转弯
(1)介绍:火车在平直轨道上匀速行驶时,所受的合力等于0,那么当火车转弯时,我们说它做圆周运动,那么是什么力提供火车的向心力呢?
(2)放录像、火车转弯的情景
(3)用CAI课件分析内外轨等高时向心力的来源。
a:此时火车车轮受三个力:重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。
b:外轨对轮缘的弹力提供向心力。
c:由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损害铁轨。
(4)介绍实际的弯道处的情况。
a:用录像资料展示实际的转弯处 外轨略高于内轨。
b:用CAI课件展示此时火车的受力情况,并说明此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的,而是斜向弯道的内侧。
c:进一步用CAI课件展示此时火车的受力示意图,并分析得到:此时支持里与重力的合力提供火车转弯所需的向心力。
d:强调说明:转弯处要选择内外轨适当的高度差,使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持里FN来提供 这样外轨就不受轮缘的挤压了。
5、实例2:汽车过拱桥的问题
(1)放录像 展示汽车过拱桥的物理情景
(2)用CAI课件模拟:并出示文字说明,汽车在拱桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,求汽车过桥的最高点时对桥面的压力?
(3)a:选汽车为研究对象
b:对汽车进行受力分析:受到重力和桥对车的支持力
c:上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下
d:建立关系式:
e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力,所以 且
(4)说明:上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。
『捌』 高中物理圆周运动总结
答:质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动称为圆周运动,即轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。
圆周运动分为,匀速圆周运动(如:圆锥摆运动)和变速圆周运动(如:竖直平面内的过册车)。
在圆周运动中,最常见和最简单的是匀速圆周运动(因为速度是矢量,所以匀速圆周运动也是变速运动,实际上是指匀速率圆周运动)。因为加速度是矢量,所以匀速圆周运动也是变加速运动.
周期:
转速:
角速度:
线速度:
圆周运动的例子:人造卫星、水流星、火车转弯、齿轮转动。
圆周运动的条件:受到向心力的作用,向心力产生向心加速度.
主要公式
线速度v=S/tv=2πr/T
角速度ω=θ/△tω=2π/T(单位:rad/s)。
由以上可推导出线速度和角速度的关系:v=ωr
向心力F=mv²/R F=mRω² F=mωv向心力的来源:
生活中的圆周运动
火车过弯道:把重力和路面支持力的合力提供向心力.
汽车过拱形桥:过最高点,桥对车的支持力为F=G-(mv²)/R,又因为汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力,大小相等,所以压力大小也为 F=G-(mv²)/R。 翻滚过山车:过最高点的时的速度必满足V≥√(Rg)
航天器中的失重现象:在轨道上正常运行的航天器与航天器中的物体且有相同的向心加速度,它们之间没有相互作用的压力,称为失重.
离心运动:做圆周运动的物体,由于惯性,总有沿着切线方向飞去的倾向。但它没有飞去,这是因为向心力在作用于它,使它与圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失,物体就沿切线方向飞去。除了向心力突然消失这种情况,在合力不足以提供所需的向心力时,物体虽然不会沿切线飞去,也会逐渐远离圆心运动.远离圆运动就叫离心运动.
主要公式
线速度v=S/t v=2πr/T
角速度ω=θ/△tω=2π/T(单位:rad/s)。
由以上可推导出线速度v=ωr
向心力F=mv²/R F=mRω² F=mωv
『玖』 圆周运动公式有哪些 物理公式归纳总结
质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动,即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫圆周运动。下面是高中物理中关于圆周运动的公式整理,一起来看吧!
圆周运动公式
1、v(线速度)=S/t=2πr/T=ωr=2πrf (S代表弧长,t代表时间,r代表半径) 。
2、ω(角速度)=θ/t=2π/T=2πn (θ表示角度或者弧度) 。
3、T(周期)=2πr/v=2π/ω 。
4、n(转速)=1/T=v/2πr=ω/2π 。
5、Fn(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2f^2 。
6、an(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2 。
7、vmax(过最高点时的最小速度)=√gr (无杆支撑)。
圆周运动的特点
匀速圆周运动的特点:轨迹是圆,角速度,周期,线速度的大小(注:因为线速度是矢量,"线速度"大小是不变的,而方向时时在变化)和向心加速度的大小不变,旅裂且向心加速度方向总是指向圆心。
线速度定义:质点沿圆周运动通过的弧长ΔL与所用的时间Δt的比值叫做线速度,或者角速度与半径的乘积。
线速度的物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢,是矢量。
角速度的定义:半径转过的弧度(弧度制:360°=2π)与所用时间t的比值。(匀速圆周运动中角速度恒定拆察闭)
周期的定义:作匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间。
转速的定没誉义:作匀速圆周运动的物体,单位时间所转过的圈数。
『拾』 圆周运动的5个物理量的概念和他们之间的关系
概念极其物理意义:
①线速度v:1秒内质点所运动的位移。描述质点绕圆周运动快慢的物理量。某点的线速度方向始终垂直于过该点的半径。
②角速度ω:1秒内半径所划过的角度。描述质点绕圆心运动快慢的物理量。
③周期T:做匀速圆周运动的物体一周所用的时间。
④频率f:做匀速圆周运动的物体1秒内运动的圈数。
⑤向心加速度a:做匀速圆周运动的物体,其加速度方向指向圆心。这个加速度叫做向心加速茄燃塌度。
物理量之间的关系:
线速度与周期的关系:v=2πr/T=2πrf
角速度与频率的关系:ω=2πf
线速度与角速颤圆度的关系:v=ωr
向心加速度与线速度的关系:a=v²/r
向心加速度与角速度的关系:a=ω²r