物理必修二第五章知识点归纳

1 1 2017—2018学年度下学期高一物理组

主备教师：夏春青

第五章 曲线运动

一、教学目标

使学生在理解曲线运动的基础上，进一步学习曲线运动中的两种特殊运动，抛体运动以及圆周运动，进而学习向心加速度并在牛顿第二定律的基础上推导出向心力，结合生活中的实际问题对曲线运动进一步加深理解。

二、教学内容

1.曲线运动及速度的方向；2.合运动、分运动的概念；3.知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响；4.运动的合成和分解；5.理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则；6.知道平抛运动的特点，理解平抛运动是匀变速运动，会用平抛运动的规律解答有关问题；7.知道什么是匀速圆周运动;8.理解什么是线速度、角速度和周期;9.理解各参量之间的关系;10.能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题；11.知道匀速圆周运动是变速运动,存在加速度。12.理解匀速圆周运动的加速度指向圆心，所以叫做向心加速度；13.知道向心加速度和线速度、角速度的关系；14.能够运用向心加速度公式求解有关问题；15.理解向心力的概念，知道向心力大小与哪些因素有关.理解公式的确切含义，并能用来计算；会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析和讨论与圆周运动相关的物理现象；

16.培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法。

三、知识要点

§5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解

一、曲线运动

1.定义：物体运动轨迹是曲线的运动。

2.条件：运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。

2

2 P v

v v 涉及的公式：

22yxvvv

xyvvtanθ

v

v水 v船

θ

船vdtmin，sindx

水船vvtan d 3.特点：①方向：某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。

②运动类型：变速运动（速度方向不断变化）。

③F合≠0，一定有加速度a。

④F合方向一定指向曲线凹侧。

⑤F合可以分解成水平和竖直的两个力。

4.运动描述——蜡块运动

二、运动的合成与分解

1.合运动与分运动的关系：等时性、独立性、等效性、矢量性。

2.互成角度的两个分运动的合运动的判断：

①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。

②速度方向不在同一直线上的两个分运动，一个是匀速直线运动，一个是匀变速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，a合为分运动的加速度。

③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。

④两个初速度不为0的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动。当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，否则即为曲线运动。

三、有关“曲线运动”的两大题型（一）小船过河问题

模型一：过河时间t最短：模型二：直接位移x最短：模型三：间接位移x最短：

d v

v水 v船

θ

当v水

sin船vdt， A

v水 v船

θ

当v水>v船时，Lvvdx船水cosmin，

sin船vdt，水船vvcos θ v船 d v1.0 可编辑可修改

3 3

§5-2

平抛运动 & 类平抛运动

一、抛体运动

1.定义：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，它的运动即为抛体运动。

2.条件：①物体具有初速度；②运动过程中只受G。

二、平抛运动

1.定义：如果物体运动的初速度是沿水平方向的，这个运动就叫做平抛运动。

2.条件：①物体具有水平方向的加速度；②运动过程中只受G。

3.处理方法：平抛运动可以看作两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，一个是竖直方向的自由落体运动。

4.规律：

5.应用结论——影响做平抛运动的物体的飞行时间、射程及落地速度的因素 α

（1）位移：.2tan,)21()(,21,0222020vgtgttvsgtytvx

（2）速度：0vvx，gtvy，220)(gtvv，0tanvgt

（3）推论：①从抛出点开始，任意时刻速度偏向角θ的正切值等于位移偏向角φ的正切值的两倍。证明如下：0tanvgt,.221tan002vgttvgttanθ=tanα=2tanφ。

②从抛出点开始，任意时刻速度的反向延长线对应的水平位移的交点为此水平位移的中点，即.2tanxy如果物体落在斜面上，则位移偏向角与斜面倾斜角相等。

4 4 a、飞行时间：ght2，t与物体下落高度h有关，与初速度v0无关。

b、水平射程：,200ghvtvx由v0和h共同决定。

c、落地速度：ghvvvvy220220，v由v0和vy共同决定。

§5-3 圆周运动 & 向心力 & 生活中常见圆周运动

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：

.2,2222RvTnTRvnRRTRv变形

5 5 5.三种常见的转动装置及其特点：

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。

4.公式：.)2(22222rnrTvrrvan

5.两个函数图像：

r

R O B A

BABABATTrRvv,, A

B O r

R

O

rRTTRrvvABABBA,,A

B r2 r1

ABBABAnnrrTTvv2121,O O an an

r r v一定 ω一定 v1.0

可编辑可修改

6 6

三、向心力

1.定义：做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力，叫做向心力。

2.方向：总是指向圆心。

3.公式：.)2(22222rnmrTmmvrmrvmFn

4.几个注意点：①向心力的方向总是指向圆心，它的方向时刻在变化，虽然它的大小不变，但是向心力也是变力。②在受力分析时，只分析性质力，而不分析效果力，因此在受力分析是，不要加上向心力。③描述做匀速圆周运动的物体时，不能说该物体受向心力，而是说该物体受到什么力，这几个力的合力充当或提供向心力。

四、变速圆周运动的处理方法

1.特点：线速度、向心力、向心加速度的大小和方向均变化。

2.动力学方程：合外力沿法线方向的分力提供向心力：rmrvmFn22。合外力沿切线方向的分力产生切线加速度：FT=mωaT。

3.离心运动：

（1）当物体实际受到的沿半径方向的合力满足F供=F需=mω2r时，物体做圆周运动；当F供

（2）离心运动并不是受“离心力”的作用产生的运动，而是惯性的表现，是F供

五、圆周运动的典型类型

类型 受力特点 图示 最高点的运动情况

用细绳拴一小绳对球只有拉力 ①若F＝0，则mg＝mv2R，v＝gR

②若F≠0，则v>gR v1.0 可编辑可修改

7 7 球在竖直平面内转动

小球固定在轻杆的一端在竖直平面内转动 杆对球可以是拉力也可以是支持力 ①若F＝0，则mg＝mv2R，v＝gR

②若F向下，则mg＋F＝mv2R，v>gR

③若F向上，则mg－F＝mv2R或mg－F＝0，则0≤v

小球在竖直细管内转动 管对球的弹力FN可以向上也可以向下 依据mg＝mv20R判断，若v＝v0，FN＝0；若vv0，FN向下

球壳外的小球 在最高点时弹力FN的方向向上 ①如果刚好能通过球壳的最高点A，则vA＝0，FN＝mg

②如果到达某点后离开球壳面，该点处小球受到壳面的弹力FN＝0，之后改做斜抛运动，若在最高点离开则为平抛运动

六、有关生活中常见圆周运动的涉及的几大题型分析

（一）解题步骤：

①明确研究对象；