高中物理曲线运动知识点总结

1第五章曲线运动章末总结基本概念一.曲线运动1.运动性质——变速运动，加速度一定不为零2.速度方向——沿曲线一点的切线方向3.质点做曲线运动的条件（1）从动力学看，物体所受合力方向跟物体的速度不再同一直线上，合力指向轨迹的凹侧。（2）从运动学看，物体加速度方向跟物体的速度方向不共线二.抛体运动：只在重力作用下的运动.特殊：平抛运动1.定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动.2.性质:是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线.3.平抛运动的研究方法(1)平抛运动的两个分运动:水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动.(2)平抛运动的速度水平方向:0vvx;竖直方向:ghghgtvy22g合速度:22yxvvv（求合速度必用）,方向:vgtvvtgxy(3)平抛运动的位移水平方向水平位移：ghvtvSx200竖直位移：sy=21gt2合位移：22yxsss（求合位移必用）方向：tgφ＝vgtgtssxy2vt2124.平抛运动的轨迹:抛物线；轨迹方程：2202xvgy运动时间为ght2,即运行时间由高度h决定,与初速度v0无关.水平射程ghvx20,即由v0和h共同决定.相同时间内速度改变量相等,即△v=g△t,△v的方向竖直向下.三.圆周运动a.非匀圆周运动：合力不指向圆心，但向心力（只是合力的一个分力）指向圆心。b.1.匀速圆周运动(1)运动学特征:v大小不变,T不变,ω不变,a向大小不变;v和a向的方向时刻在变.匀速圆周运动是变加速运动.(2)动力学特征:合外力（向心力）大小恒定,方向始终指向圆心.基本公式及描述圆周运动的物理量(1)线速度方向:质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向.大小:RTTsvr2π(s是t时间内通过的弧长).v0v1v2v1yv2y△v图5-2-32(2)角速度大小:nRVTT22(单位rad/s),其中φ是t时间内转过的角度.(3)周期nVRfT1212频率nTf1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,叫做频率,也叫转速.单位:Hz.(4)v、ω、T、f的关系fT1,fTππ22,rvrvπ2(5)向心加速度（状态量）物理意义:描述线速度方向改变的快慢.大小:22222222444vawrrfrnrrT方向:总是指向圆心即方向始终在变.所以不论a的大小是否变化,它都是个变化的量.3.向心力F（状态量，只看瞬时对应的各个物理量即可求得数值，不需过多考虑）①作用效果:产生向心加速度,不断改变质点的速度方向,而不改变速度的大小.②大小:22222222444vFmmwrmrmfrmnrrT③匀速圆周运动的向心力就是合外力,而在非匀速圆周运动中,向心力是合外力沿半径方向的分力,而合外力沿切线方向的分力改变线速度的大小.4.质点做匀速圆周运动的条件:(1)质点具有初速度;(2)质点受到的合外力始终与速度方向垂直;(3)合外力F的大小保持不变,且rmrvmF22若rmrvmF22,质点做离心运动;若rmrvmF22,质点做近心运动;若F=0,质点沿切线做直线运动.基本模型问题与方法一.绳子与杆末端速度的分解方法绳与杆问题的要点，物体运动为合运动，沿绳或杆方向和垂直于绳或杆方向的运动为分运动。例题：1.如图5-1-7岸上用绳拉船，拉绳的速度是v,当绳与水平方向夹角为θ时，船的速度为v/cosθ二.小船过河最值问题（合运动为船的轨迹）1．渡河最少时间：在河宽、船速一定，水速任意时，渡河时间（垂直位移比垂直速度）船垂直ddt，合运动（船的轨迹）沿v的方向进行。2．渡河最小位移若水船船头偏向上游的角度为船水cos渡河时间（垂直位移比图5-1-7θvv水v船θv3vmvm图5-3-4垂直速度）sin1船ddt，最短位移为d。.若水船vv，则不论船的航向如何，总是被水冲向下游，α角越大，船漂下的距离x越短，根据水船vvcos船头与河岸的夹角应为水船vvarccos，船最短距离为：船水vdvdscos渡河时间（垂直位移比垂直速度）sin1船vddT附加：没有船速小于或等于水速时，渡河最短位移=d河宽的情况渡河航程最短有两种情况：①船速v2大于水流速度v1时，即v2v1时，合速度v与河岸垂直时，最短航程就是河宽；②船速v2小于水流速度vl时，即v2v1时，合速度v不可能与河岸垂直，只有当合速度v方向越接近垂直河岸方向，航程越短。可由几何方法求得，即以v1的末端为圆心，以v2的长度为半径作圆，从v1的始端作此圆的切线，该切线方向即为最短航程的方向，三：竖直平面问题绳杆模型（水平面内做圆周运动的临界问题可以与竖直平面问题类化）竖直平面内的圆周运动（1）绳子模型小球在竖直平面内做圆周运动（一定不是匀速圆周运动）①过最高点临界条件:绳子的拉力（或轨道的弹力）刚好等于零,小球的重力充当向心力,设v临是小球能通过最高点的最小速度,则：mg=rvm2，v0＝gr②能过最高点的条件:v≥v.0③不能通过最高点的条件:vv0，物体到达最高点之前就脱离了圆轨道.（2）轻杆模型物体可以做匀速圆周运动情况①临界条件:由于硬杆或管壁的支撑作用,小球能到达最高点的临界速度v临＝0,轻杆或轨道对小球的支持力:N=mg②当最高点的速度v＝gr时,杆对小球的弹力为零.③当0vgr时,杆对小球有支持力：F＝mg－rvm2，而且：v↑→F↓④当vgr时,杆对小球有拉力（或管的外壁对小球有竖直向下的压力）：F＝rvm2－mg，而且：v↑→F↑四：水平面内做圆周运动的临界问题在水平面上做圆周运动的物体，当角速度w变化时，物体有远离或向着圆心运动的趋势，这时，要根据物体的受力情况，判断物体受某个力是否存在以及这个力存在时方向朝哪，特别是一些静摩擦力，绳子的拉力等。v水θvαABEv船vmvm图5-3-54五：生活中的一些圆周运动1、（汽车）火车转弯问题A:左右轨道水平时，侧向的摩檫力提供向心力。B：内侧轨道低于外侧时，速度适中时重力与支持力合力提供向心力。当速度过大时，外轨道阻止火车做离心运动，火车对外侧轨道有压力；当速度过小时，内轨道阻止火车做近心运动，火车对内轨道有侧压力。2.、汽车过拱形问题凸形桥：mg－F支＝ma＝rvm2合力（向心力、加速度）向下，失重凹形桥：F支－mg＝ma＝rvm2合力（向心力、加速度）向上，超重3.、航天器中的失重现象完全失重时，压力为零。4、.同轴传动212121::rrvv皮带传动21vv1221::rr5、圆锥摆RvmFmgFLRnn2tan..sin6、平抛模型.一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如右图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为A．1tanB．12tanC．tanD．2tanA、对于抛向斜面的物体，应分解物体运动的速度，gtvvvyx0tan所以位移之比为：tan225.002gtvgttvHHxYXB、对于由斜面抛出落在斜面上的物体，应分解位移00225.0tanvgttvgtHHxy所以tan210gtvvvyx，时间gvt0tan27、向心力F加速度a都是状态量，只看瞬时对应的各个物理量即可求得数值。例：小球到底部速度V，环半径为R，求其加速度，直接由公式Rv2a即可。