考点4 匀速圆周运动的向心力、离心现象
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高二物理合格考知识点梳理和检测(必修1+必修2+选修1-1)知识点梳理第一单元运动的描述1、参考系:在描述一个物体的运动时,假定为不动的物体叫做参考系.(①参考系的选取可以是任意的;②一般情况下常选地面或相对地面不动的物体为参考系;③同一运动,选取的参考系不一样,观察的结果可能不一样.)质点:①怎样的物体才能称为质点:研究物体运动时,如果物体的大小和形状对我们研究的问题产生的影响可以忽略不计时,这样的物体可视为质点.3.位移:位移是描述物体位置变化的物理量,从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段称位移.(位移和路程区别:①位移矢量,路程标量;②位移的大小总是小于等于路程)4.速度:速度是描述物体运动方向和快慢的物理量(平均速度反映物体一段时间或一段位移内运动快慢;t s v =,单位:m/s;瞬时速度反映物体在某一时刻或某一位移的运动快慢.)5.加速度:是描述速度变化快慢程度的物理量.速度的变化与发生这个变化所用时间的比值去定义.a=t v v t 0-单位:m/s 2,矢量.加速度的大小用速度变化率tv ∆∆去度量;(注意:加速度与速度无直接的联系;加速度为零时,速度可能很大,反之加速度很大时,速度可能很小.)(二)直线运动6.匀速直线运动:在任意相等时间内,位移都相等的直线运动叫做匀速直线运动.特点:a=0;v=恒量;位移公式:S=v·t7.匀变速直线运动:在任意相等时间内速度变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动.匀变速直线运动相关的公式:①a=恒量③瞬时速度at v v t +=0三个位移公式④⑤v t 2-v 02=2as,8.匀变速运动的几个推论:(1)初速为零的匀加速运动(T 为等分时间间隔)①nv v v v n ::3:2:1::::321 =(1T,2T,3T…nT 末的瞬时速度比)②d 1:d 2:d 3……:d n =12:22:32……n 2(前1T,前2T,前3T,……前nT 内的位移比)③)12(::5:3:1:::321-=n S S S S n (第1T 内,第2T 内,第3T 内……位移比)(2)做匀变速直线运动物体(初速度不为零也适用)④恒量==--21aT S S n n (在任意连续相等时间内的位移差是个恒量)⑤2)(aT m n S S m n -=-(相等时间内不相邻的位移差)⑥TS S v v v n n n n n 22111++-+=+=(在某段时间内的平均速度等于这段时间中点瞬时速度)(7)位移中点速度22202t s v v v +=(8)时间中点9.运动图线S-t 图线斜率表示速度v-t 图线斜率表示加速度v-t 图中面积反映位移.①中斜率为0,速度为0(静止)①中斜率为0,匀速运动速度图线和时间②和③斜率恒定(速度恒定)②和③斜率恒定(加速度恒定)轴所围成的面积所以都是匀速运动所以作匀加速运动即为位移的大小②的斜率比③的斜率小,②的加速度比③的加速度小①位移最大③的故②的速度比③的速度小位移最小10.国际单位制中7个基本单位,高中阶段涉及6个:①长度单位:米m②时间单位:秒s③质量单位:千米kg④热力学温度单位:开尔文(开)k⑤电流单位:安培(安)A⑥物质的量的单位:摩尔(摩)mol知识点梳理第二单元相互作用与牛顿第二定律1.力的分类①按力的性质分:重力,弹力,摩擦力,电场力,磁场力②按力的效果分:拉力,推力,压力,支持力,动力,阻力等等2.摩擦力(1)条件:①接触②挤压③接触面粗糙④有相对运动或有相对运动的趋势(2)方向:总是跟相对运动方向或相对运动趋势方向相反(与接触面平行)(注意:总是跟相对方向相反,可以跟运动方向一致,也可以跟运动方向相反)(3)大小:静摩擦力f:max 0f f ≤≤滑动摩擦力f:Nf μ=(最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在计算过程中没有特别说明,把它们约相等来处理)3.弹力(1)产生条件:①接触②形变(主要讨论的是挤压形变和拉伸形变)(2)方向:跟形变方向相反(与接触面垂直)(3)弹簧的弹力F与形变量x的关系:kxF =4.力的合成与分解合力与分力的关系是等效代替关系;合力与它两分力的关系必须遵循平行四边形法则;其大小关系:2121F F F F F +≤≤-合5.牛顿第一定律(1)定义:一切的物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.(2)牛顿第一定律的理解:①力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因②质量是衡量惯性大小的唯一标准(质量大则惯性大;质量小则惯性小)③惯性不是一种力,它是物体固有的属性④牛顿第一定律不能用实验直接验证,因为不受力的物体是不存在的,但是建立在大量实验现象的基础之上推理而发现的.6.牛顿第二定律(1)定义:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
匀速圆周运动知识点解析1.匀速圆周运动的定义(1)轨迹是圆周的运动叫圆周运动。
(2)质点沿圆周运动,如果在相同时间里通过的弧长相等,这种运动叫匀速圆周运动。
(3)匀速圆周运动是最简单的圆周运动形式,也是最基本的曲线运动之一。
(4)匀速圆周运动是一种理想化的运动形式。
许多物体的运动接近这种运动,具有一定的实际意义。
一般圆周运动,也可以取一段较短的时间(或弧长)看成是匀速圆周运动。
2.周期(1)物体做匀速圆周运动时,运动一周所用的时间。
(2)周期用符号T表示,单位是秒。
(3)周期是反映重复性运动的运动快慢的物理量。
它从另一个角度描述了物体的运动。
3.线速度(1)物体做匀速圆周运动时,通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值,叫运动物体线速度大小。
线速度的方向为圆周上某点的切线方向。
(2)线速度的计算公式:(3)线速度的意义:线速度实质上还是物体某一时刻的瞬时速度,虽然是用弧长和时间的比定义了速度大小,但当时间t趋于零时,弧长和为区别角速度而取名为线速度。
4.角速度转过这些角度所用时间t的比值,叫物体做匀速圆周运动的角速度。
(2)角速度计算公式:(3)角速度单位为:弧度/秒(rad/s)。
(4)角速度是矢量,方向为右手螺旋法则的大拇指的指向。
(5)角速度是描述转动快慢的物理量。
在描述转动效果时,它比用线速度描述更具有代表性。
5.向心加速度(1)匀速圆周运动的加速度方向匀速圆周运动的速度大小不变,速度的方向时刻在变,由于速度方向的变化,质点一定具有加速度,该加速度反映速度方向变化的快慢,该加速度的方向沿着半径指向圆心。
设质点沿半径是r的圆周做匀速圆周运动,在某时刻它处于A点,速度是vA,经过很短时间Δt后,运动到B点,速度为vB。
根据矢量合成的三角形法则可知,矢量vA与Δv之和等于vB,所以Δv是质点在A点时的加速度。
如图4-20。
时Δv便垂直于vA。
而vA是圆的切线,故Δv是指向圆心的。
即A点加速度指向圆心,所以匀速圆周运动的加速度又叫向心加速度。
高中物理人教版第二册知识总结(期末考试版)一、高考热点44条高考热点1:曲线运动与变速运动的关系曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动;高考热点2:曲线运动的合外力曲线运动的合外力(加速度)的方向指向曲线的凹侧,速度的方向在该点的切线方向。
高考热点3:平抛运动平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动。
高考热点4:平抛运动的实验在平抛运动的实验中必须使斜槽的末端水平;每一次实验必须从斜槽的同一位置由静止释放;实验时选择体积小密度大的钢球做实验。
高考热点5:平抛运动的时间只跟竖直方向的位移(高度)有关,与水平方向的速度无关。
高考热点6:斜抛运动和平抛运动都是抛体运动;抛体运动的加速度为重力加速度。
高考热点7:向上的斜抛运动物体先做匀减速曲线运动,再做平抛运动;在最高点处物体的速度不为零。
向下的斜抛运动物体一直做匀加速曲线运动。
高考热点8:渡河最短时间:船在静水中的速度(河宽)v d t =min高考热点9:抛体运动的速度变化量的方向:竖直向下高考热点10:平抛运动的物体加速度不变;平抛运动的物体在每秒内的速度增量相同;平抛运动的物体速度大小时刻改变;平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动;平抛运动是匀加速曲线运动。
高考热点11:圆周运动一定是曲线运动,但曲线运动不一定是圆周运动(曲线运动包括:平抛运动、斜抛运动,圆周运动)。
高考热点12:匀速圆周运动的线速度大小处处相等,方向时刻改变;匀速圆周运动在相等的时间内的路程相等。
高考热点13:匀速圆周运动的角速度不变;匀速圆周运动在相等的时间内的角度相等。
高考热点14:匀速圆周运动的向心力(向心加速度)大小处处相等,方向时刻改变; 高考热点15:向心力不是物体实际受到的力,而是根据效果命名的力。
高考热点16:向心力由物体的合力提供,或者由某个分力来提供。
高考热点17:向心力的方向始终指向圆心,向心力只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。
离心现象名词解释
离心现象名词解释:
圆周运动的物体,在所受向心力突然消失,或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,产生的逐渐远离圆心移动的物理现象。
生活中常见的应用例如:洗衣机脱水桶,做棉花糖,用离心机把温度计的水银柱甩回玻璃泡内等等。
原理:物体之所以没有飞出去,是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来,使物体同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,离圆心越来越远。
本质:做匀速圆周运动的物体,由于本身有惯性,总是想沿着切线方向运动,只是由于向心力作用,使它不能沿切线方向飞出,而被限制着沿圆周运动。
如果提供向心力的合外力突然消失,物体由于本身的惯性,将沿着切线方向运动,这也是牛顿第一定律的必然结果。
如果提供向心力的合外力减小。
使它不足以将物体限制在圆周上,物体将做半径变大的圆周运动。
此时,物体逐渐远离圆心。
但“远离”不能理解为“背离”。
做离心运动的物体并非沿半径方向飞出,而是运动半径越来越大。
2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题24圆周运动基本物理量、水平面内的圆周运动、离心现象导练目标导练内容目标1圆周运动基本物理量目标2水平面内的圆周运动(圆锥摆、圆筒、转弯模型和圆盘临界模型)目标3离心现象【知识导学与典例导练】一、圆周运动基本物理量1.匀速圆周运动各物理量间的关系2.三种传动方式及特点(1)皮带传动(甲乙):皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等。
(2)齿轮传动(丙):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。
(3)同轴传动(丁):两轮固定在同一转轴上转动时,两轮转动的角速度大小相等。
3.向心力:(1)来源: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,在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。
(2)公式:F n=ma n=m v2r=mω2r=mr·4π2T2=mr·4π2f2=mωv。
【例1】如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转轴上,其半径之比为RB∶RC=3∶2,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦力作用,B轮也随之无滑动地转动起来.a、b、c分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的()A.线速度大小之比为3∶2∶2B.角速度之比为3∶3∶2C.转速之比为2∶3∶2D.向心加速度大小之比为9∶6∶4【答案】D【详解】A.A、B靠摩擦传动,则边缘上a、b两点的线速度大小相等,即v a∶v b=1∶1 BC同轴转动角速度相等,根据v=ωR又R B∶R C=3∶2可得v b∶v c=3∶2解得线速度大小之比为v a ∶v b ∶v c =3∶3∶2故A 错误;BC .B 、C 同轴转动,则边缘上b 、c 两点的角速度相等,即ωb =ωca 、b 两点的线速度大小相等,根据v =ωR 依题意,有R B ∶R A =3∶2解得ωb :ωa =2:3解得角速度之比为ωa :ωb :ωc =3∶2∶2又ω=2πn 所以转速之比n a :n b :n c =3∶2∶2故BC 错误;D .对a 、b 两点,由2n v a R=解得a a ∶a b =3∶2对b 、c 两点,由a n =ω2R 解得a b ∶a c =3∶2可得a a ∶ab ∶ac =9∶6∶4故D 正确。
第2讲 圆周运动及其应用考点1 描述圆周运动的物理量1.线速度①定义:质点做圆周运动通过的弧长S 与通过这段弧长所用时间t 的叫做圆周运动的线速度.②线速度的公式为,③方向为.作匀速圆周运动的物体的速度、方向时刻在变化,因此匀速圆周运动是一种运动.2.角速度①定义:用连接物体和圆心的半径转过的角度θ跟转过这个角度所用时间t 的叫做角速度. ②公式为,单位是.3.周期①定义:做匀速圆周运动的物体运动的时间,称为周期.②公式:4.描述匀速圆周运动的各物理量的关系①.角速度ω与周期的关系是:②.角速度和线速度的关系是:③.周期与频率的关系是:;④.向心加速度与以上各运动学物理量之间的关系:5.描述圆周运动的力学物理量是向心力(F 向),它的作用是.描述圆周运动的运动学物理量和力学物理量之间的关系是:.[例1]图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,它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考点2匀速圆周运动、离心现象1.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的相等,这种运动就叫做匀速成圆周运动。
2.向心力:做匀速圆周运动的物体所受到的始终指向圆心的合力,叫做向心力。
向心力只能改变速度的,不能改变速度的。
向心力的表达式为:3.向心力始终沿半径指向圆心,是分析向心力的关键,而圆周运动的圆心一定和物体做圆周运动的轨道在.例如沿光滑半球内壁在水平面上做圆周运动的物体,匀速圆周运动的圆心在与小球同一水平面上的O´而不在球心O 点(如图1).4.离心现象:做匀速圆周运动的物体,在合外力突然,或者物体做圆周运动所需要的向心力时,即:r v m F 2.物体将做,这种现象叫做离心现象. [例2]如图3所示,水平的木板B 托着木块A 一起在竖直平面内做匀速圆周运动,从水平位置a 沿逆时针方向运动到最高点b 的过程中()A .B 对A 的支持力越来越大B .B 对A 的支持力越来越小C .B 对A 的摩擦力越来越大D .B 对A 的摩擦力越来越小[例3]如图所示,光滑水平面上,小球m 在拉力,作用下做匀速圆周运动,若小球运动到P 点时,拉力F 发生变化,关于小球运动情况的说法正确的是 ( )A .若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa 做离心运动B .若拉力突然变小,小球将沿轨迹pa 做离心运动C .若拉力突然变大,小球将沿轨迹pb 做离心运动D .若拉力突然变小,小球将沿轨迹pc 做离心运动[解析]开始时小球做圆周运动,说明此时的拉力恰好能提供向心力。