必修2-04圆周运动
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高中物理必修二圆周运动知识点总结
嘿,同学们!今天咱们要来聊聊高中物理必修二里超有意思的圆周运动知识点呀!
你想想看,那转来转去的摩天轮,不就是圆周运动的一个超级明显的例
子嘛!就像我们在学习圆周运动的线速度。
线速度是什么呢?简单说,就是物体沿着圆周运动的快慢呀!好比你骑着自行车绕着一个圆形广场转,那你的速度不就是线速度嘛,你骑得越快,线速度就越大呀!这不难理解吧?
还有角速度呢!角速度就像是摩天轮转一圈所用的时间差不多的概念哦。
你瞧,摩天轮转得快的时候,角速度就大,转得慢的时候,角速度就小咯。
这不就明白了嘛!
向心力可是个很重要的家伙呀!没有它,那些做圆周运动的东西不就飞
出去啦?就像你甩动一个系着绳子的小球,要是没有向心力拉着,小球不就飞走了嘛。
记得老师做那个实验的时候,大家都看得超认真呢!
离心力呢,和向心力相反,但也是存在的哦!哎呀,就好比你坐旋转木马,转得快了,你是不是感觉要被甩出去呀,那就是离心力在“捣乱”呢!
在这些知识点里,是不是超级有趣呀!我们学习这些可不只是为了考试哦,以后生活中很多地方都能用得到呢!你想想,那些赛车弯道,工程师们肯定都考虑了圆周运动的知识呀,不然车怎么能安全快速地通过弯道呢。
所以呀,好好学这些知识,真的超级有用呢!同学们,一起把圆周运动知识点牢牢掌握呀,加油!。
第2讲 圆周运动知识排查匀速圆周运动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.特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。
3.条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
角速度、线速度、向心加速度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:F =ma =m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r =mωv =4π2mf 2r 。
3.方向:始终沿半径指向圆心方向,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。
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。
生活中的圆周运动1.竖直面内的圆周运动(1)汽车过弧形桥 特点:重力和桥面支持力的合力提供向心力。
(2)水流星、绳球模型、内轨道(3)轻杆模型、管轨道2.火车转弯 特点:重力与支持力的合力提供向心力。
(火车按设计速度转弯,否则将挤压内轨或外轨)小题速练1.思考判断(1)做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的( )(2)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比( )(3)随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用( )(4)做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动( )(5)摩托车转弯时,如果超速会发生滑动,这是因为摩托车受到离心力作用( )(6)火车转弯速率小于规定的安全速率,内轨会受到压力( )(7)在绝对光滑的水平面上汽车可以转弯( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)×2.[人教版必修2·P 22·T 3拓展]如图1所示,有一皮带传动装置,A 、B 、C 三点到各自转轴的距离分别为R A 、R B 、R C ,已知R B =R C =R A 2,若在传动过程中,皮带不打滑。
第2讲 圆周运动知识排查匀速圆周运动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.特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。
3.条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
角速度、线速度、向心加速度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:F =ma =m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r =mωv =4π2mf 2r 。
3.方向:始终沿半径指向圆心方向,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。
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。
生活中的圆周运动1.竖直面内的圆周运动(1)汽车过弧形桥 特点:重力和桥面支持力的合力提供向心力。
(2)水流星、绳球模型、内轨道(3)轻杆模型、管轨道2.火车转弯 特点:重力与支持力的合力提供向心力。
(火车按设计速度转弯,否则将挤压内轨或外轨)小题速练1.思考判断(1)做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的( )(2)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比( )(3)随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用( )(4)做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动( )(5)摩托车转弯时,如果超速会发生滑动,这是因为摩托车受到离心力作用( )(6)火车转弯速率小于规定的安全速率,内轨会受到压力( )(7)在绝对光滑的水平面上汽车可以转弯( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)×2.[人教版必修2·P 22·T 3拓展]如图1所示,有一皮带传动装置,A 、B 、C 三点到各自转轴的距离分别为R A 、R B 、R C ,已知R B =R C =R A 2,若在传动过程中,皮带不打滑。
圆周运动知识点:圆周运动一、线速度1.定义:物体做圆周运动,在一段很短的时间Δt 内,通过的弧长为Δs .则Δs 与Δt 的比值叫作线速度,公式:v =ΔsΔt.2.意义:描述做圆周运动的物体运动的快慢.3.方向:为物体做圆周运动时该点的切线方向.4.匀速圆周运动(1)定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫作匀速圆周运动. (2)性质:线速度的方向是时刻变化的,所以是一种变速运动,这里的“匀速”是指速率不变. 二、角速度1.定义:连接物体与圆心的半径转过的角度与转过这一角度所用时间的比值,公式:ω=ΔθΔt .2.意义:描述物体绕圆心转动的快慢.3.单位:弧度每秒,符号是rad/s 或rad·s -1. 4.匀速圆周运动是角速度不变的运动. 三、周期1.周期T :做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间,单位:秒(s).2.转速n :物体转动的圈数与所用时间之比.单位:转每秒(r /s)或转每分(r/min).3.周期和转速的关系:T =1n (n 的单位为r/s 时).四、线速度与角速度的关系1.在圆周运动中,线速度的大小等于角速度大小与半径的乘积.2.公式:v =ωr .技巧点拨一、线速度和匀速圆周运动1.对线速度的理解(1)线速度是物体做圆周运动的瞬时速度,线速度越大,物体运动得越快.(2)线速度是矢量,它既有大小,又有方向,线速度的方向在圆周各点的切线方向上. (3)线速度的定义式:v =ΔsΔt ,Δs 代表在时间Δt 内通过的弧长.2.对匀速圆周运动的理解(1)由于匀速圆周运动是曲线运动,其速度方向沿着圆周上各点的切线方向,所以速度的方向时刻在变化.(2)匀速的含义:速度的大小不变,即速率不变.(3)运动性质:匀速圆周运动是一种变速运动,其所受合外力不为零. 二、角速度、周期和转速 1.对角速度的理解(1)角速度描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢,角速度越大,物体转动得越快. (2)角速度的定义式:ω=ΔθΔt ,Δθ代表在时间Δt 内物体与圆心的连线转过的角度.(3)在匀速圆周运动中,角速度不变. 2.对周期和频率(转速)的理解(1)匀速圆周运动具有周期性,每经过一个周期,线速度大小和方向与初始时刻完全相同. (2)当单位时间取1 s 时,f =n .频率和转速对匀速圆周运动来说在数值上是相等的,但频率具有更广泛的意义,两者的单位也不相同. 3.周期、频率和转速间的关系:T =1f =1n .三、描述匀速圆周运动各物理量之间的关系 1.描述匀速圆周运动各物理量之间的关系 (1)v =Δs Δt =2πrT =2πnr(2)ω=ΔθΔt =2πT =2πn(3)v =ωr2.各物理量之间关系的理解(1)角速度、周期、转速之间关系的理解:物体做匀速圆周运动时,由ω=2πT =2πn 知,角速度、周期、转速三个物理量,只要其中一个物理量确定了,其余两个物理量也确定了. (2)线速度与角速度之间关系的理解:由线速度大小v =ω·r 知,r 一定时,v ∝ω;v 一定时,ω∝1r ;ω一定时,v ∝r .四、同轴转动和皮带传动问题A、B两点在同轴的一个圆盘上两个轮子用皮带连接(皮带不打滑),A、B两点分别是两个轮子边缘上的点两个齿轮啮合,A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点例题精练1.(静宁县校级月考)下列说法正确的是()A.加速度恒定的运动不可能是曲线运动B.曲线运动一定是变速运动C.平抛运动是非匀变速运动D.匀速圆周运动是线速度不变的运动2.(成都期中)下列运动一定不属于匀变速运动的是()A.匀速圆周运动B.曲线运动C.平抛运动D.斜抛运动随堂练习1.(长汀县期中)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.物体做匀速圆周运动是非匀变速曲线运动D.做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态2.(浦东新区校级期末)匀速圆周运动是一种()A.匀速运动B.变速运动C.匀加速曲线运动D.角速度变化的运动3.(七里河区校级月考)下列关于匀速圆周运动的说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.做匀速圆周运动的物体所受到的合力是恒定不变的D.做匀速圆周运动物体的向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中一种力或一种力的分力4.(平顶山期末)下列说法正确的是()A.物体受到变力作用时,不可能做直线运动B.物体受到恒力作用,有可能做匀速圆周运动C.物体所受的合力方向与速度方向不在一条直线上时,则其一定做曲线运动D.物体所受的合力方向与速度方向在同一直线上时,物体的速度方向一定不会改变综合练习1.(青羊区期中)下列说法中正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.变速运动一定是曲线运动C.匀速圆周运动就是速度不变的运动D.匀速圆周运动的角速度改变2.(相城区校级月考)下列说法中正确的是()A.曲线运动的物体速度可能不变B.匀速圆周运动向心加速度不变C.平抛运动是匀变速曲线运动D.地球上的物体,向心加速度方向都指向地心3.(薛城区校级月考)关于曲线运动,下列说法正确的是()A.做曲线运动的物体受到的合力可能为零B.匀速圆周运动一定是速度不变的运动C.只要物体做圆周运动,它所受的合外力一定指向圆心D.曲线运动一定是变速运动4.(东城区校级期末)关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是速度不变的运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的5.(成都期中)大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施,如图所示,坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动,对此有以下说法,其中正确的是()A.游客处于一种平衡状态B.游客做的是一种变加速曲线运动C.游客做的是一种匀变速运动D.游客的速度和加速度都恒定不变6.(郫都区期中)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.物体做匀速圆周运动是变加速曲线运动D.做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态7.(内蒙古学业考试)匀速圆周运动属于()A.匀速运动B.匀加速运动C.加速度不变的曲线运动D.变加速度的曲线运动8.(泉州月考)下列关于物体运动的描述中正确的是()A.做往返的直线运动不可能是匀变速运动B.做匀速圆周运动的物体所受合外力不为零,属于匀变速运动C.物体在变力作用下有可能做曲线运动D.由静止开始做直线运动的物体,第1秒内、第2秒内、第3秒内的位移分别为1m、2m、3m,由此可以判定物体做匀变速直线运动9.(沈阳期中)关于匀速圆周运动,下列说法中正确的是()A.是速度不变的运动B.是加速度不变的运动C.是匀变速曲线运动D.是速率不变的运动10.(烟台期中)下列说法中正确的是()A.曲线运动的加速度一定是变化的B.匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动C.物体做曲线运动时,其合力的方向有可能与速度方向相同D.物体所受合力做功为零时,物体的速度大小一定不变11.(赤峰期中)关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是速度不变的运动B.平抛运动是匀变速曲线运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的12.(秦州区校级期末)关于匀速圆周运动的描述正确的是()A.是匀速运动B.是匀变速运动C.是加速度变化的曲线运动D.合力不一定时刻指向圆心13.(银川校级期末)下列说法中正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.变速运动一定是曲线运动C.匀速圆周运动就是速度不变的运动D.周期不变的运动是匀速圆周运动14.(温州期末)下列说法不正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.平抛运动一定是匀变速运动C.匀速圆周运动不是匀变速曲线运动D.只要两个分运动是直线运动,合运动一定也是直线运动15.(邵东县校级期中)关于匀速圆周运动,以下说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是变加速曲线运动C.匀速圆周运动线速度v、周期T都是恒量D.匀速圆周运动向心加速度a是恒量,线速度v方向时刻改变16.(昆都仑区校级期中)关于曲线运动,下列说法正确的有()A.做曲线运动的物体,受到的合外力方向在不断改变B.只要物体做圆周运动,它所受的合外力一定指向圆心C.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用,就一定能做匀速圆周运动D.做曲线运动的物体速度方向在时刻改变,故曲线运动是变速运动二.多选题(共6小题)1.(双流区校级月考)大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施,如图所示,坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动,对此有以下说法,其中正确的是()A.游客处于一种平衡状态B.游客做的是一种变加速曲线运动C.游客做的是一种匀变速运动D.游客的速度和加速度都在不断地改变着2.(绿园区校级月考)下列说法中正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.变速运动一定是曲线运动C.匀速圆周运动就是速度不变的运动D.匀速圆周运动就是角速度不变的运动3.(会宁县校级期中)关于匀速圆周运动的说法,正确的是()A.匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加速度B.做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度C.做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速(曲线)运动D.匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变,但加速度的方向始终指向圆心,加速度的方向时刻都在改变,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动4.(西城区校级期中)以下说法正确的是()A.做曲线运动的物体速度一定发生变化B.做曲线运动的物体的合力一定发生变化C.做平抛运动的物体加速度始终保持不变D.做匀速圆周运动的物体加速度始终保持不变5.(东城区校级期中)下列说法中正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.物体由于做圆周运动而产生了向心力D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力6.(宿迁期中)匀速圆周运动是()A.匀变速运动B.速度不变的曲线运动C.加速度大小不变的曲线运动D.变加速曲线运动三.填空题(共1小题)1.(巴宜区校级月考)圆周运动的物体,它的运动轨迹为,圆周运动为曲线运动,故一定是运动,一定具有。
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1. 皮带传动问题例1:如图1所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()A. a点与b点的线速度大小相等B. a点与b点的角速度大小相等C. a点与c点的线速度大小相等D. a点与d点的向心加速度大小相等图1解析:皮带不打滑,故a、c两点线速度相等,选C;c点、b点在同一轮轴上角速度相等,半径不同,由,b点与c点线速度不相等,故a与b线速度不等,A错;同样可判定a与c角速度不同,即a与b角速度不同,B错;设a点的线速度为,则a点向心加速度,由,,所以,故,D 正确。
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。
下⾯店铺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。