高中物理【圆周运动】知识点、规律总结

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高一物理必修2圆周运动复习知识点总结及经典例题详细剖析

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匀速圆周运动专题

从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。

(一)基础知识

1. 匀速圆周运动的基本概念和公式

(1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化;

(2)角速度,恒定不变量;

(3)周期与频率;

(4)向心力,总指向圆心,时刻变化,向心加速度

,方向与向心力相同;

(5)线速度与角速度的关系为,、、、的关系为

。所以在、、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。

2. 质点做匀速圆周运动的条件

(1)具有一定的速度;

(2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。

3. 向心力有关说明

向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只

要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。

(二)解决圆周运动问题的步骤

1. 确定研究对象;

2. 确定圆心、半径、向心加速度方向;

3. 进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向;

4. 根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。

基本规律:径向合外力提供向心力

,则,由,,所以,故

高一物理圆周运动知识点笔记

高一物理圆周运动知识点笔记

高一物理圆周运动知识点笔记在高中物理中,圆周运动是一个重要的知识点,它涉及到了转动和运动的概念,对于我们理解自然界中的许多现象都具有重要意义。在这篇文章中,我将与大家分享一些关于圆周运动的基本知识和相关概念,希望能够帮助大家更好地理解这一内容。

一、圆周运动的概念和特点

圆周运动是指一个物体沿着一条固定的圆周路径移动的运动方式。它通常都是由一个中心点以及一个半径决定的,并且按照一定的速度进行旋转。在圆周运动中,有几个重要的特点需要注意:

1. 圆周运动的速度是不断变化的。由于物体在不同位置上的速度大小和方向都不同,所以整个运动过程中速度是变化的。

2. 圆周运动的加速度指向圆心。这是因为在圆周运动中,物体在不停地改变运动方向,即向心加速度的方向指向圆心。

3. 圆周运动的周期与角速度有关。周期是指物体完成一次完整的圆周运动所需要的时间,而角速度则是指单位时间内物体旋转的角度。二者之间有着简单的关系:周期= 2π / 角速度。

二、圆周运动的基本量和运动方程

在圆周运动中,有一些重要的基本量需要我们了解。

1. 弧长(s):圆周上某一点到起点之间的弧长,单位为米(m)。

2. 角度(θ):圆心角所对应的角度,单位为弧度(rad)。我们通

常使用180°=π rad来进行换算。一个完整的圆周对应的角度是360°或

2π rad。

3. 角速度(ω):物体单位时间内旋转的角度,单位为“弧度/秒”(rad/s)。

4. 圆周速度(v):物体运行一段弧长所需的时间,单位为“米/秒”(m/s)。圆周速度与角速度之间有如下关系:v = rω,其中r是圆周运动的半径。

高中物理圆周运动知识点总结

高中物理圆周运动知识点总结

高中物理圆周运动知识点总结

1. 圆周运动的概念

圆周运动是物体绕固定点按照某个圆周轨迹运动的一种运动形式。在圆周运动中,物体的速度大小恒定,但其方向不断变化,因此其加速度就不为零。

2. 圆周运动的描述

2.1 圆周运动的周期和频率

圆周运动的周期是一个物体完成一次完整运动所需要的时间,用符号T表示,单位为秒。频率是指一个物体每秒钟完成的圆周运动次数,用符号f表示,单位为赫兹(Hz)。频率和周期之间有如下关系:f = 1/T。

2.2 圆周运动的角速度

角速度是指一个物体单位时间内在圆周运动中转过的角度,用符号ω表示,单位为弧度/秒(rad/s)。角速度和频率之间有如下关系:ω = 2πf。

2.3 圆周运动的线速度

线速度是指一个物体在圆周运动中单位时间内所走过的弧长,用符号v表示,单位为米/秒(m/s)。线速度和角速度之间有如下关系:v = rω,其中r为物体距离固定点的半径。

3. 圆周运动的力学原理

3.1 向心力和离心力

在圆周运动中,物体受到向心力的作用。向心力是指使物体向圆心方向运动的力。向心力的大小与物体质量m、速度v和半径r之间的关系为:Fc = mv^2/r。

与向心力相对的是离心力,离心力是指物体与运动方向相反的力。离心力的大小与向心力相等,但方向相反。

3.2 力矩和转动惯量

在圆周运动中,物体受到外力的作用时产生力矩。力矩是指力对物体产生的转动效果,计算公式为M = Fd,其中M为力矩,F为作用力,d为力臂。

转动惯量是衡量物体抵抗转动的特性。转动惯量与物体质量m和半径r之间的关系为:I = mr^2,其中I为转动惯量。

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结

一、匀速圆周运动

1.定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动,物体运动的线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动。

2.特点:

①轨迹是圆;

②线速度、加速度均大小不变,方向不断改变,故属于加速度改变的变速曲线运动,匀速圆周运动的角速度恒定;

③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力;

④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现,匀速圆周运动具有周期性。

3.描述圆周运动的物理量:

(1)线速度v是描述质点沿圆周运动快慢的物理量,是矢量;

其方向沿轨迹切线,国际单位制中单位符号是m/s,匀速圆周运动中,v的大小不变,方向却一直在变;

(2)角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量,是矢量;国际单位符号是rad/s;

(3)周期T是质点沿圆周运动一周所用时间,在国际单位制中单位符号是s;

(4)频率f是质点在单位时间内完成一个完整圆周运动的次数,在国际单位制中单位符号是Hz;

(5)转速n是质点在单位时间内转过的圈数,单位符号为r/s,以及r/min.

4.各运动参量之间的转换关系:

模型一:共轴传动

模型二:皮带传动

模型三:齿轮传动

二、向心加速度

1.定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫向心加速度。注:并不是任何情况下,向心加速度的方向都是指向圆心。

当物体做变速圆周运动时,向心加速度的一个分加速度指向圆心。

2.方向:在匀速圆周运动中,始终指向圆心,始终与线速度的方向垂直。

向心加速度只改变线速度的方向而非大小。

3.意义:描述圆周运动速度方向方向改变快慢的物理量。

高一物理圆周运动知识点

高一物理圆周运动知识点

高一物理圆周运动知识点

引言:

高中物理学习中,圆周运动是一个重要的知识点,它在日常生

活和科学研究中都有广泛应用。了解圆周运动的基本概念和相关

定律,对于理解物体运动的规律以及解决实际问题具有重要意义。本文将围绕圆周运动的概念、公式、应用和实验等方面展开讨论。

一、圆周运动的概念

圆周运动是指物体在圆形轨迹上做匀速或变速运动。圆周运动

的基本特征有两个方面,一是物体在圆周运动中改变速度和方向,二是物体与圆心的距离保持不变。

二、圆周运动的基本公式

圆周运动的基本公式包括角速度、角加速度、线速度和离心加

速度等概念。其中,角速度是指单位时间内物体绕圆心转过的角度,通常用符号ω表示;角加速度是指单位时间内角速度的变化率,通常用符号α表示;线速度是指物体在圆周上单位时间内移

动的距离,通常用符号v表示;离心加速度是指物体在圆周运动

中指向圆心的加速度,通常用符号a表示。这些公式中,角速度

和角加速度之间的关系可以由牛顿第二定律推导得到。

三、圆周运动的重要应用

圆周运动在现实生活和科学研究中有许多重要应用。例如,行星围绕太阳的运动、车辆在弯道上的行驶、卫星绕地球运行等都属于圆周运动。除此之外,一些仪器和设备也利用了圆周运动的原理,如电风扇、离心机、飞盘和电动扭矩扳手等。掌握圆周运动的知识,可以帮助我们深入理解这些现象和设备的工作原理。

四、圆周运动的实验验证

为了验证和研究圆周运动的规律,我们可以进行一些简单的实验。例如,可以通过旋转一个小球,观察其在圆周运动中的线速度和角速度的关系;又或者,可以通过利用一根细线将小球与一个固定点相连,让小球在圆周轨迹上运动,观察离心加速度对物体运动的影响。这些实验可以帮助我们直观地理解圆周运动的规律,并进一步验证公式和理论的正确性。

高中物理圆周运动及向心力知识点总结

高中物理圆周运动及向心力知识点总结

高中物理圆周运动及向心力知识

点总结

一、匀速圆周运动

1.定义:物体以圆周轨迹运动称为圆周运动,物体以恒定线速度作圆周运动称为匀速圆周运动。

2.特点:

①轨迹是圆;

②线速度、加速度均大小不变,方向不断改变,故属于加速度改变的变速曲线运动,匀速圆周运动的角速度恒定;

③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力;

④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现,匀速圆周运动具有周期性。

3.描述圆周运动的物理量:

(1)线速度v是描述质点沿圆周运动快慢的物理量,是矢量;

其方向沿轨迹切线,国际单位制中单位符号是m/s,匀速圆周运动中,v的大小不变,方向却一直在变;

(2)角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量,是矢量;国际单位符号是rad/s;

(3)周期T是质点沿圆周运动一周所用时间,在国际单位制中单位符号是s;

(4)频率f是质点在单位时间内完成一个完整圆周运动的次数,在国际单位制中单位符号是Hz;

(5)转速n是质点在单位时间内转过的圈数,单位符号为

r/s,以及r/min.

4.各运动参量之间的转换关系:

模型一:共轴传动

模型二:皮带传动

模型三:齿轮传动

二、向心加速度

1.定义:做匀速圆周运动的任何物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫做向心加速度。

注意:在所有情况下,向心加速度的方向总是指向圆心。

当物体做变速圆周运动时,向心加速度的一个分量加速度指向圆心。

2.方向:在匀速圆周运动中,始终指向圆心,始终与线速度方向垂直。

向心加速度只改变线速度的方向,不改变大小。

3.含义:描述改变圆周运动速度方向的物理量。

高中物理圆周运动知识点总结

高中物理圆周运动知识点总结

高中物理圆周运动知识点总结

圆周运动是高考必考的三大基础运动之一。前两种基本运动是匀速直线运动和平抛运动。

先说圆周运动的基础知识,首先是对圆周运动基本物理量的理解。我们都知道圆周运动的物理量,线速度,角速度,周期,向心加速度,向心力。那我们就一个一个来了解吧!

线速度 v 和角速度 \omega

设一个物体做匀速圆周运动,在时间 t 内从A点运动到B 点,扫过的弧长为 l ,扫过的圆心角为θ,如下图所示。则

v=\frac{l}{t}, \omega=\frac{\theta}{t}

当物体从A点出发运动一周回到A点,则 t=T , l=2\pi

R , \theta=2\pi :( T 为物体做匀速圆周运动的周期)

v=\frac{l}{t}=\frac{2\pi R}{T},

\omega=\frac{\theta}{t}=\frac{2\pi}{T}

综合上面这两个式子,可得 v=\omega R 。

转速n:

转速代表物体做圆周运动时1s内转过的圈数,而角速度

\omega 代表1s内转过的弧度。

它们之间的关系是: \omega=2\pi\cdot n 。

向心加速度 a_向:

a_向=\frac{v^2}{R}=\omega^2R=\frac{4\pi^2}{T^2}\cdot R=\omega v

特点:方向永远指向圆心。

向心力 F_向:

F_向=ma_向

=m\frac{v^2}{R}=m\omega^2R=m\cdot\frac{4\pi^2}{T^2}\cd ot R

向心力是按效果命名的力,不是某种性质的力,因此,向心力可以由某一个力提供,也可以由几个力的合力提供,要根据物体受力的实际情况判定.

高中物理第六章圆周运动知识点归纳总结(精华版)(带答案)

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单选题

1、某同学参加编程机器人大赛,参赛机器小车(视为质点,如图所示)的质量为2kg,设定该参赛机器小车的速度大小始终为1m/s。现小车要通过一个半径为0.2m的圆弧凸桥,重力加速度大小g取10m/s2,下列说法正确的是()

A.小车通过圆弧凸桥的过程中加速度不变

B.小车通过圆弧凸桥的过程中所受合力始终为零

C.小车通过圆弧凸桥的最高点时,桥受到的压力大小为10 N

D.小车通过圆弧凸桥的最高点时,桥受到的压力大小为30 N

答案:C

AB.小车通过圆弧凸桥的加速度为

a=v2 r

因为小车速度不变,轨道半径不变,所以小车的加速度大小不变,但方向指向圆心,且始终在发生变化,所以小车所受合力不为零,故AB错误;

CD.小车通过圆弧凸桥最高点时,根据牛顿第二定律有

m g-F N=m v2

R

解得

F N=10 N

由牛顿第三定律可知,桥受到的压力大小为10 N,故C正确,D错误。

故选C。

2、如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直。

当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()

A.当转盘匀速转动时,物块P所受摩擦力方向为c方向

B.当转盘匀速转动时,物块P不受转盘的摩擦力

C.当转盘加速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为a方向

D.当转盘减速转动时,物块P所受摩擦力方向可能为b方向

答案:A

AB.当转盘匀速转动时,物块P所受的重力和支持力平衡,摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力,故摩擦力方向沿半径指向圆心O点,故A正确,B错误;

高中物理圆周运动知识点总结

高中物理圆周运动知识点总结

高中物理圆周运动知识点总结

一、圆周运动的概念和基本特征

1. 圆周运动是指物体在固定轨道上做匀速运动的一种形式,轨道可以是一个圆或者一个弯曲的曲线。

2. 圆周运动具有以下基本特征:

a. 半径:圆周运动的轨道是一个圆,轨道中心到物体所处位置的距离称为圆周运动的半径。

b. 角速度:圆周运动的物体在单位时间内绕轨道中心转过的角度称为角速度,用符号ω表示,单位是弧度/秒(rad/s)。

c. 角速度与线速度的关系:线速度是物体在圆周运动中所经过的距离与时间的比值,用符号v表示,单位是米/秒(m/s)。线速度与角速度的关系可以用公式v=ωr表示,其中r是圆周运动的半径。

d. 周期和频率:物体在圆周运动中一次完成一周所需的时间称为周期,用符号T表示,单位是秒(s)。周期的倒数称为频率,用符号f表示,单位是赫兹(Hz),即1/T。

二、圆周运动的物理量计算

1. 角速度的计算:角速度的计算公式为ω=2πf或

ω=2π/T,其中f是圆周运动的频率,T是周期。

2. 线速度的计算:线速度的计算公式为v=ωr,其中ω是角速度,r是圆周运动的半径。

3. 周期和频率的计算:周期的计算公式为T=1/f,频率的计算公式为f=1/T。

4. 加速度的计算:圆周运动的加速度由两个分量组成,一个是切向加速度,用于改变物体在运动过程中的速度方向;另一个是径向加速度,用于改变物体在运动过程中的速度大小。

三、匀速圆周运动

1. 匀速圆周运动的特点:匀速圆周运动是指角速度保持不变,线速度也保持不变的运动。

2. 公转和自转:匀速圆周运动中,如果物体固定在运动轨道上不动,只围绕轨道中心旋转,称为公转。而如果物体自身也同时绕着自身的轴旋转,称为自转。

[荐]高考高中物理必考:圆周运动-知识点+例题详解

[荐]高考高中物理必考:圆周运动-知识点+例题详解

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高考高中物理必考:圆周运动-知识点+例题详解

1.圆周运动的物理量

⑴线速度:通过的弧长与所用时间的比值

方向为圆周上该点的切线方向,线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动;

⑵角速度:连接质点与圆心的半径转过的弧度与所用时间的比值

方向用右手定则判断,四指表示运动方向,大拇指指向角速度的方向;

对于圆周来讲,弧长与圆心角存在几何关系∆s=R·∆θ,所以有=·R;

⑶周期T:完成一周运动所用的时间;

⑷频率和转速:1s时间内完成的周数为频率,频率和转速的含义相同,显然有

[例1]如图所示,一个圆台上底半径为,下底半径为,其母线AB长为L,侧放在水平地面上。推动它之后,它自身以角速度ω旋转,整体绕O点做匀速圆周运动,若接触部分不打滑,求旋转半径OA及旋转一周所需的时间。

解析:由几何关系,可得

解得OA=

求出A点的线速度

设旋转一周所需的时间为T,则

T==

2.同心轮与皮带轮

同心轮各轮的角速度ω相同,线速度与轮半径成正比;

用皮带连接的两个轮的线速度相同,角速度ω与轮半径成反比。

3.向心加速度

由于做圆周运动的物体其速度方向时刻沿圆周的切线,即速度方向时刻都在变化,所以一定存在加速度,而力是产生加速度的原因,因此做圆周运动的物体一定受到合外力的作用。

如图,运用相似三角形的知识,容易得到

对上式进行变形,两边同除以∆t,可得

当∆t 0时,上式可改写为

,即为向心加速度的表达式

方向指向圆心。

注:不要误认为向心加速度与成正比,与R成反比,实际上加速度只由受力决定,受力确定了,加速度也就确定了,在确定的前提下,才可以讨论与R的关系。

高中物理圆周运动知识点

高中物理圆周运动知识点

1.匀速圆周运动

1.线速度:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。

222s v r r fr nr t T

πωππ∆=====∆ 单位:米/秒,m/s 2.角速度:质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。

222f n t T

ϕπωππ∆====∆ 单位:弧度/秒,rad/s 3.周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。 22r T v ππω=

= 单位:秒,s 4.频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。

1f T

= 单位:赫兹,Hz 5.转速:单位时间内转过的圈数。

N n t

= 单位:转/秒,r/s n f = (条件是转速n 的单位必须为转/秒) 6.向心加速度:22222()(2)v a r v r f r r T

πωωπ===== 7.向心力:22222()(2)v F ma m m r m v m r m f r r T

πωωπ====== 三种转动方式

绳模型

2.竖直平面的圆周运动

1.“绳模型”如上图所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。

(注意:绳对小球只能产生拉力)

(1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用

mg =2

v m R

⇒ v 临界=Rg (2)小球能过最高点条件:v ≥

Rg (当v >Rg 时,绳对球产生拉力,轨道对球产生压力) (3)不能过最高点条件:v <Rg (实际上球还没有到最高点时,就脱离了轨道)

2.“杆模型”,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况

(注意:轻杆和细线不同,轻杆对小球既能产生拉力,又能产生推力。)

(1)小球能过最高点的临界条件:v=0,F=mg (F 为支持力)

2高一物理必修2__圆周运动复习知识点总结

2高一物理必修2__圆周运动复习知识点总结

匀速圆周运动专题

从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。

(一)基础知识

1. 匀速圆周运动的基本概念和公式

(1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化;

(2)角速度,恒定不变量;

(3)周期与频率;

(4)向心力,总指向圆心,时刻变化,向心加速度,方向与向心力相同;

(5)线速度与角速度的关系为,、、、的关系为。所以在、

、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。

2. 质点做匀速圆周运动的条件

(1)具有一定的速度;

(2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。

3. 向心力有关说明

向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。

(二)解决圆周运动问题的步骤

1. 确定研究对象;

2. 确定圆心、半径、向心加速度方向;

3. 进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向;

4. 根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。

基本规律:径向合外力提供向心力

(三)常见问题及处理要点

高中物理知识点总结:圆周运动的概述

高中物理知识点总结:圆周运动的概述

一. 教学内容:

圆周运动的概述

二. 具体内容:

知识点1 圆周运动的概述

1. 圆周运动的定义

指物体沿着圆周的运动,即物体运动的轨迹是圆的运动。

2. 描述圆周运动的物理量

(1)线速度

①定义:质点沿圆周运动通过的弧长△l与所需时间△t的比值叫做线速度。

②物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。

③大小:

如果△t取得很小,v就为瞬时线速度,此时△l的方向就与半径垂直,即沿该点的切线方向。

④方向:质点在圆周上某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。

(2)角速度

①定义:在圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径所转过的角度△<

style=' >

与所用时间△t的比值,就是质点运动的角速度。

②物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢。

③大小:

。)

(3)周期T,频率f和转速n

周期:做圆周运动的物体运动一周所用的时间,用T表示,单位为秒(s)。

频率:做圆周运动的物体在1s内沿圆周绕圆心转过的圈数,用f表示,单位为赫兹(Hz)。

转速:做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,用n表示,单位为转每秒(

)或转每分(

3. 运动性质

圆周运动一定是变速运动,因为速度是矢量,只要方向改变就说明速度发生了改变,而圆周运动的速度方向是时刻改变的,所以圆周运动一定是变速运动,做圆周运动的物体一定具有加速度,它受的合力一定不为零。

知识点2 匀速圆周运动

1. 匀速圆周运动

(1)定义:物体沿着圆周运动,并且线速度大小处处相等的运动。

(2)特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的。

(3)性质:是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动。

物理必修二圆周运动知识点大全

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物理必修二圆周运动知识点

曲线运动

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

高中物理圆周运动知识点总结(2篇)

高中物理圆周运动知识点总结(2篇)

高中物理圆周运动知识点总结

1.圆周运动:质点的运动轨迹是圆周的运动。

2.匀速圆周运动:质点的轨迹是圆周,在相等的时间内,通过的弧长相等,质点所作的运动是匀速率圆周运动。

3.描述匀速圆周运动的物理量

(1)周期(T):质点完成一次圆周运动所用的时间为周期。

频率(f):1s钟完成圆周运动的次数。f=(2)线速度(v):线速度就是瞬间速度。做匀速圆周运动的质点,其线速度的大小不变,方向却时

刻改变,匀速圆周运动是一个变速运动。

由瞬时速度的定义式v=,当Δt趋近于0时,Δs与所对应的弧长(Δl)基本重合,所以v=,在匀速圆周运动中,由于相等的时间内通过的弧长相等,那么很小一段的弧长与通过这段弧长所用时间的比值是相等的,所以,其线速度大小v=(其中R是运动物体的轨道半径,T为周期)

(3)角速度(ω):作匀速圆周运动的质点与圆心的连线所扫过的角度与所用时间的比值。ω==,由此式可知匀速圆周运动是角速度不变的

运动。

4.竖直面内的圆周运动(非匀速圆周运动)

(1)轻绳的一端固定,另一端连着一个小球(活小物块),小球在竖直面内作圆周运动,或者是一个竖直的圆形轨迹,一个小球(或小物块)在其内壁上作竖直面的圆周运动,然后进行计算分析,结论如下:

①小球若在圆周上,且速度为零,只能是在水平直径两个端点以下部分的各点,小球要到达竖直圆周水平直径以上各点,则其速度至少要满足重力指向圆心的分量提供向心力

②小球在竖直圆周的最低点沿圆周向上运动的过程中,速度不断减小(重力沿运动方向的分量与速度方向是相反的,使小球的速度减小),而小球要到达最高点,则必须在最低点具有足够大的速度才能到达最高点,否则小球就会在圆周上的某一点(这一点一定在水平直径以上)绳子的拉力为零时,小球就脱离圆周轨道。

高中物理--圆周运动

高中物理--圆周运动

一、描述圆周运动的物理量及其相互关系 1、线速度

⑴定义:质点做圆周运动通过的弧长s 和所用时间t 的比值叫做线速度.

⑵大小:

2s r

v t T π=

=

单位为m/s.

⑶方向:某点线速度的方向即为该点的切线方向.(与半径垂直) ⑷物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢.

注:对于匀速圆周运动,在任意相等时间内通过的弧长都相等,即线速度大小不变,方向时刻改变。 2、角速度

⑴定义:在匀速圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过的角度 跟所用时间t 的比值,就是质点运动的角速度.

⑵大小: 单位:rad/s. ⑶物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢.

注:对于匀速圆周运动,角速度大小不变。

说明:匀速圆周运动中有两个结论:

⑴同一转动圆盘(或物体)上的各点角速度相同.

⑵不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

3、周期、频率、转速

⑴周期:做匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间叫做周期。用T 表示,单位为s 。 ⑵频率:做匀速圆周运动的物体在1 s 内转的圈数叫做频率。用f 表示,其单位为转/秒(或赫兹),符号为r/s(或Hz)。

⑶转速:工程技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢。转速是指物体单位时间所转过的圈数,常用符号n 表示,转速的单位为转/秒,符号是r/s ,或转/分(r/min)。

4、向心加速度

⑴定义:做圆周运动的物体,指向圆心的加速度称为向心加速度. ⑵大小:

ϕ

2t T ϕπω==

⑶方向:沿半径指向圆心.

⑷意义:向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.

说明:

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7.因为“绳”和“杆”施力特点不同,竖直平面内的圆周运动中“绳”模型和“杆” 模型在最高点的最小速度是不同的.
考点一 圆周运动的运动学分析 1.圆周运动各物理量间的关系
自主学习
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2.常见的三类传动方式及特点 (1)皮带传动:如图甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大 小相等,即 vA=vB.
公式/单位 T=2vπr=2ωπ
单位:s n=T1,单位:r/s an=vr2=__ω__2r___
单位:m/s2
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二、匀速圆周运动的向心力 1.作用效果:向心力产生向心加速度,只改变速度的_方__向___,不改变速度的_大__小___. 2.大小:Fn=man=mvr2=__m__rω__2___=mr4Tπ22=mr4π2n2=mωv. 3.方向:始终沿半径方向指向_圆__心___,时刻在改变,即向心力是一个变力. 4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的_合__力___提供,还可以由一 个力的_分__力___提供.
向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是
几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.
14
2.运动模型 运动模型
飞机水平转弯
火车转弯
向心力的来源图示
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运动模型 圆锥摆
飞车走壁
向心力的来源图示
16
运动模型 汽车在水平路面转弯
水平转台(光滑)
1
第 3 讲 圆周运动
一、圆周运动及其描述 1.匀速圆周运动 (1)定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长_相__等___,就是匀速圆 周运动. (2)速度特点:速度的大小_不__变___,方向始终与半径垂直.
3
2.描述圆周运动的物理量 意义
(1)描述做圆周运动的物体运动_快__慢___的物理量 线速度(v) (2)是矢量,方向和半径垂直,沿圆周切线方向 角速度(ω) (1)描述物体绕圆心_转__动___快慢的物理量
(2)摩擦传动和齿轮传动:如图丙、丁所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象时, 两轮边缘线速度大小相等,即 vA=vB.
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(3)同轴传动:如图戊、己所示,绕同一转轴转动的物体,角速度相同,ωA=ωB, 由 v=ωr 知 v 与 r 成正比.
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考点二 圆周运动的动力学问题
师生互动
1.向心力的来源
6
三、离心现象 1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需 __向__心__力__的情况下,就做逐渐远离圆心的运动. 2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的_惯__性___,总有沿着圆周切线方向飞出去 的趋势.
7
3.受力特点 (1)当 F =mω2r 时,物体做匀速圆周运动,如图所示.
mg±FN=mvr2
FT=0,即 mg=mvr2,得 v= gr
v=0,即 F 向=0, 此时 FN=mg
物体能否过最高点的临界点 FN 表现为拉力还是支持力的临界点
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【总结提升】 在解答竖直平面内物体的圆周运动问题时,首先要确定是属于轻 “绳”模型,还是轻“杆”模型,然后注意区分两者在最高点的最小速度要求,区分绳 与杆的施力特点,必要时还要根据牛顿运动定律列式求解.
3.当 v 一定时,a 与 r 成反比;当 ω 一定时,a 与 r 成正比. 4.向心力是效果力,在分析完物体受到的重力、弹力、摩擦力等性质力后,不能 另外添加一个向心力.
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5.物体做匀速圆周运动还是偏离圆形轨道完全是由实际提供的向心力和所需的向 心力间的大小关系决定的.
6.皮带传动和摩擦传动装置中两轮边缘线速度大小相等,而同轴传动装置中两轮 角速度相等.
(2)当 F=0 时,物体沿切线方向飞出. (3)当 F<mω2r 时,物体逐渐远离圆心,F 为实际提供的向心力.
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1.线速度侧重于描述物体沿圆弧运动的快慢,角速度侧重于描述物体绕圆心转动 的快慢.
2.当 r 一定时,v 与 ω 成正比;当 ω 一定时,v 与 r 成正比;当 v 一定时,ω 与 r 成反比.
向心力的来源图示
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【题后反思】 “一、二、三、四”求解圆周运动问题
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考点三 竖直面内的圆周运动 轻“绳”模型
多维探究 轻“杆”模型
情景图示
弹力特征
弹力可能向下,可能向上,也可能 弹力可能向下,也可能等于零
等于零
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轻“绳”模型
轻“杆”模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
受力示意图
力学方程 临界特征 v= gr的意义
mg+FT=mvr2
(2)是矢量(中学阶段不研究方向)
公式/单位 v=ΔΔst=2Tπr=2πrn
单位:m/s ω=ΔΔθt =2Tπ=2πn 单位:___r_a_d_/s______
4
意义
周期和转 物体沿圆周运动_一__周___的时间叫周期,单位时间内 速(T/n) 转过的圈数叫转速
向心加速 (1)描述速度_方__向___变化快慢的物理量 度(an) (2)方向指向圆心
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