高一物理人教版必修二第五章曲線運(yùn)動(dòng)概念總結(jié)

1、.第五章 曲線運(yùn)動(dòng)一、曲線運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)；1、曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)或某一時(shí)刻的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向.2、物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合外力為零或所受合外力方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向與其運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上；且軌跡向其受力方向偏折，運(yùn)動(dòng)軌跡在v、a之間，和速度v的方向相切，方向逐漸向a的方向接近，但不可能到達(dá)。注意1當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的合力所產(chǎn)生的加速度的方向與速度方向也不在同一直線上; 2物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由其受力條件及初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共同確定的; 物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由加速度決定加速度

2、為零時(shí)物體靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)；加速度恒定時(shí)物體做勻變速運(yùn)動(dòng)；加速度變化時(shí)物體做變加速運(yùn)動(dòng)。 物體運(yùn)動(dòng)的軌跡直線還是曲線由物體的速度和加速度的方向關(guān)系決定速度與加速度方向在同一條直線上時(shí)物體做直線運(yùn)動(dòng)；速度和加速度方向成角度時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng),3、曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：1曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)的路程總大于位移大小，其平均速率大小大于平均速度大??；質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到合外力和相應(yīng)的速度一定不為零；2曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條曲線，其軌跡軌跡始終夾在合外力方向加速度方向與速度方向之間，而且向合外力的方向彎曲，即合外力加速度指向軌跡凹側(cè)。3曲線運(yùn)動(dòng)中物體所受合外力沿切線方向的分力使物體速度的大小發(fā)生變化，沿法

3、線方向的分力使物體的速度方向發(fā)生變化。 注意：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力是變化的.×此力不一定變化 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻加互成一定角度，不共線那么合運(yùn)動(dòng)是：a共線是勻加直線運(yùn)動(dòng)； b.不共線是勻變曲線運(yùn)動(dòng).一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速，另一個(gè)是勻加初速度為零，那么合運(yùn)動(dòng)：a共線 b.不共線：勻變速曲線運(yùn)動(dòng).4、曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)；5、曲線運(yùn)動(dòng)的加速度合外力與其速度方向不在同一條直線上；6、力的作用：1力的方向與運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，力只能改變速度的大小，不能改變速度的方向，物體只能做直線運(yùn)動(dòng)；2力的方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，力只能改變速度的方向，不

4、能改變速度的大小。3力的方向與速度方向既不垂直，又不平行時(shí)，力既改變速度的大小又改變速度的方向；7、物體運(yùn)動(dòng)形式與其受力條件及初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系 初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 形式受力條件力與初速度方向在一直線或初速度為零力與初速度方向不在一直線恒力勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)特例：自由落體運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)特例：豎直上拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)變力加速度改變的直線運(yùn)動(dòng)加速度改變的曲線運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)合力為零靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解：1、合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)：當(dāng)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜時(shí)，我們可將其等效為同時(shí)參與幾個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，前者實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)稱作合運(yùn)動(dòng)，后者那么稱作物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的

5、分運(yùn)動(dòng)2、運(yùn)動(dòng)的合成和分解的概念：分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的合成；合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的分解，這種雙向的等效操作過(guò)程，是研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的重要方法3、進(jìn)展運(yùn)動(dòng)的合成與分解，就是對(duì)描繪運(yùn)動(dòng)的各物理量如位移、速度、加速度等矢量用平行四邊形定那么求和或求差運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循如下原理： 獨(dú)立性原理：構(gòu)成一個(gè)合運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)是彼此獨(dú)立、互不相干的，物體的任意一個(gè)分運(yùn)動(dòng)，都按其自身規(guī)律進(jìn)展，不會(huì)因有其他分運(yùn)動(dòng)的存在而發(fā)生改變 等時(shí)性原理：合運(yùn)動(dòng)是同一物體在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)完成幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，對(duì)同一物體同時(shí)參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)展合成才有意義 矢量性原理：描繪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的位移、速度、加速度等物理量都是矢量，對(duì)運(yùn)

6、動(dòng)進(jìn)展合成與分解時(shí)應(yīng)按矢量法那么，即平行四邊形定那么作上述物理量的運(yùn)算 4、兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)合成的分類：1兩個(gè)同一直線上的分運(yùn)動(dòng)的合成： 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在同一直線上，無(wú)論方向是同向的還是反向的，無(wú)論是勻速的還是變速的，其合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)；2兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)的合成： 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)；v1、v2同向時(shí)，v合= v1+v2；v1、v2反向時(shí)，v合= v1-v2；v1、v2互成角度時(shí)，v合由平行四邊形法那么求解； 兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并且合運(yùn)動(dòng)的初速度為零，a合由平行四邊形法那么求解；一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合成一定是勻變

7、速曲線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)的加速度即為分運(yùn)動(dòng)的加速度；兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，其性質(zhì)由合加速度方向與合初速度方向的關(guān)系決定，當(dāng)合加速度與合初速度共線時(shí)，合運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合加速度與合初速度斜交互成角度時(shí)，合運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看出是豎直向上的勻速 運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)的合成。5、過(guò)河問(wèn)題船過(guò)河時(shí)，船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即相對(duì)于河岸的運(yùn)動(dòng)可以看出是隨水以速度v船和以v水相對(duì)于靜水的劃行這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)互不干擾，各自獨(dú)立而具有等時(shí)性。1最短時(shí)間：根據(jù)等時(shí)性可用船隊(duì)水分運(yùn)動(dòng)時(shí)間代表渡河時(shí)間，由于河寬一定， 只有當(dāng)船對(duì)水速度v船垂直河岸時(shí)，垂直河寬的分速度最大，所以必有2船頭偏向上游一定角度時(shí)，

8、船通過(guò)的實(shí)際位移最短: 當(dāng)v船v水時(shí)，假設(shè)要位移最短，那么船應(yīng)到達(dá)正對(duì)岸，應(yīng)使合運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直河岸，如圖，合速度v=v船sinv水，所以此時(shí)合位移最小為河寬d，并且要求角度適宜一定，即 當(dāng)v船v水時(shí)，無(wú)論船的航向如何，合速度均不可能垂直河岸，船不可能到達(dá)正對(duì)岸B點(diǎn)，無(wú)論如何均會(huì)沖向下游。根據(jù)v水、v船和v之間滿足平行四邊形定那么，其中v水確定，v船大小確定，方向可調(diào)，畫出v船所有可能方向，從中選擇v與河岸夾角最大的方向，即為最短位移。如下圖，先作OA表示水流速度v水，然后以A為圓心，以v船的大小為半徑作圓，過(guò)O作圓的切線OC與圓相切于C，連接AC，再過(guò)O作AC的平行線OB，過(guò)C作OA的平行

9、線交于B，那么OB表示船對(duì)水的速度V船和船的航向。從圖中可以看出，船沿OCD行駛到對(duì)岸的位移最短。此時(shí)v 船與河岸的夾角滿足 cos=v船/v水即船的航向與河岸上游方向夾角為時(shí)，渡河位移最短，船的實(shí)際位移為L(zhǎng)=d/cos，船渡河所需時(shí)間為:三、平拋運(yùn)動(dòng)：1拋體運(yùn)動(dòng)的定義、性質(zhì)和軌跡 1定義：物體以一定的初速度拋出，且只在重力作用下的運(yùn)動(dòng).2性質(zhì)：豎直上拋和豎直下拋運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)；平拋、斜拋是曲線運(yùn)動(dòng)； 拋體運(yùn)動(dòng)的加速度是重力加速度，拋體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)； 拋體運(yùn)動(dòng)是一種理想化運(yùn)動(dòng)：地球外表附近，重力的大小和方向認(rèn)為不變，不考慮空氣阻力，且拋出速度遠(yuǎn)小于宇宙速度。2平拋運(yùn)動(dòng)的定義、特點(diǎn)和軌跡 1

10、定義：將物體用一定的初速度沿程度方向拋出，物體只受到重力的作用而做曲線運(yùn)動(dòng)，這樣的曲線運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng) 2特點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)是一種加速度為g、軌跡為曲線半支拋物線的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)通常將平拋運(yùn)動(dòng)視作沿程度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成 3物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件 1物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件是： 只受重力作用； 具有程度方向的初速度 2當(dāng)物體受恒力作用，且初速度方向與恒力方向垂直時(shí)，所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)與平拋物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)一樣，都屬于軌跡為拋物線的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 4.平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1物體在t時(shí)刻的位置 程度分位移： 豎直分位移：合位移大小和方向： 2物體在t時(shí)刻的速度程度分速度：豎直分速度合速

11、度大小和方向：3運(yùn)動(dòng)軌跡的推導(dǎo)此為平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程可得： 5.平拋物體的推論1運(yùn)動(dòng)時(shí)間：，即平拋物體在空中的飛行時(shí)間僅取決于下落的高度，與初速度v0無(wú)關(guān)；2落地的程度間隔 ：，即程度間隔 與初速度v0和下落高度h有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)； 3落地速度：，即落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關(guān)；4平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏角與位移偏角的關(guān)系： ，所以：平拋運(yùn)動(dòng)的偏角公式為：，vt的反向延長(zhǎng)線與x軸的交點(diǎn)為程度位移的中點(diǎn)。5平拋物體的運(yùn)動(dòng)中，任意兩個(gè)時(shí)刻的速度變化量，方向恒為豎直向下，其v0、vt、v三個(gè)速度矢量構(gòu)成的三角形一定是直角三角形。 6平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 1處理平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，要把握平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

12、，將其分解成兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，在程度方向利用勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，在豎直方向那么利用初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律例如： 勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi)位移差：ssIss=sa·T2 初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，前1，2，n個(gè)等時(shí)間間隔內(nèi)位移之比s1：s2：s3：snl：4：n2 第1，2，N個(gè)等時(shí)間間隔內(nèi)位移之比 s：s：sN=1：3：2nl 四、斜拋運(yùn)動(dòng)：1斜拋運(yùn)動(dòng)可以分斜向上拋和斜向下拋兩種情況： 斜向上拋運(yùn)動(dòng)可以看成是程度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。2、斜上拋運(yùn)動(dòng)的公式: 1速度公式： 程度速度： 豎直速度： 2位移公式：3、斜

13、向下拋運(yùn)動(dòng)可以看成是程度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速運(yùn)動(dòng)初速度不為0 1速度公式： 程度速度： 豎直速度： 2位移公式：四、圓周運(yùn)動(dòng)：1、線速度：1物理意義：描繪質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢；2定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間的比值叫做線速度；3大?。海瑖?guó)際單位制中單位符號(hào)是m/s； 假如獲得很小很小，v就為瞬時(shí)線速度，此時(shí)，的方向就與半徑垂直，即沿該點(diǎn)的切線方向4方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。2、角速度：1物理意義：描繪質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)圓心角的快慢。2定義：連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度跟所用時(shí)間的比值，就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。 3大?。?，國(guó)際單位制中單位符號(hào)是r

14、ad/s；4勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的圓周運(yùn)動(dòng)。3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)1定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度大小處處相等相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等的運(yùn)動(dòng)叫勻速圓周運(yùn)動(dòng)2因線速度方向不斷發(fā)生變化，故勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，這里的勻速是指速率不變。 3勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：軌跡是圓；線速度、向心加速度、向心力均大小不變，方向不斷改變，故屬于加速度改變的變速曲線運(yùn)動(dòng)；角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速不變的運(yùn)動(dòng)，4勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：線速度僅大小不變而方向時(shí)刻改變，是變速運(yùn)動(dòng)；向心加速度僅大小恒定而方向時(shí)刻改變，是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；勻速圓周運(yùn)動(dòng)發(fā)生條件是質(zhì)點(diǎn)受到大小不變、方向始終與速度方向垂直的合外力且指向圓心即

15、合力大小恒定、方向時(shí)刻改變；向心力只改變線速度方向，不改變大小，所以只存在向心加速度向心加速度的作用：描繪線速度方向變化快慢.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)周而復(fù)始地出現(xiàn)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性4、周期 T、頻率 f 和轉(zhuǎn)速 n1物理意義：周期、頻率和轉(zhuǎn)速都是描繪物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。2周期T：是質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用時(shí)間，用T表示，在國(guó)際單位制中單位符號(hào)是s； 3頻率f：是質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)完好圓運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，用f表示，在國(guó)際單位制中單位符號(hào)是Hz；1Hz=1s-1 4轉(zhuǎn)速n：是質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，用n表示，單位符號(hào)為rs，以及rmin 5、描繪圓周運(yùn)動(dòng)各物理量的關(guān)系#

16、:第 7 頁(yè)1線速度與角速度的關(guān)系： 2線速度與周期的關(guān)系： 3角速度與周期的關(guān)系： 4考慮頻率f那么有： 5f與n、T的關(guān)系： 以上各物理量的關(guān)系：6、描繪圓周運(yùn)動(dòng)各物理量的關(guān)系由上可知，在角速度一定時(shí)，線速度大小與半徑成正比；在線速度一定時(shí)，角速度大小與半徑成反比 但凡直接用皮帶傳動(dòng)包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)、齒輪咬合的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等 ；凡同一個(gè)輪軸上各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度大小、周期、轉(zhuǎn)速相等共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上點(diǎn)除外7、向心力：1定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的沿半徑指向圓心的力，這個(gè)力叫向心力?；蚴刮矬w速度發(fā)生變化的合外力.2方向：總是指向圓心

17、，與線速度方向垂直，方向時(shí)刻在變化，是一個(gè)變力。3特點(diǎn)：只改變速度方向，不改變速度大??； 是根據(jù)作用效果命名的。它不是具有確定性質(zhì)的某種力，相反，任何性質(zhì)的力都可以作為向心力，可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是某個(gè)力的分力.。例如，小鐵塊在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤內(nèi)保持相對(duì)靜止的原因是，靜摩擦力充當(dāng)向心力；假設(shè)圓盤是光滑的，就必須用細(xì)線拴住小鐵塊，才能保證小鐵塊同圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)向心力是由細(xì)線的拉力提供。向心力的作用效果是改變線速度的方向，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力即為向心力；是產(chǎn)生向心加速度的原因，其方向一定指向圓心，是變化的線速度大小變化的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力

18、不指向圓心，它既要改變速度的方向，同時(shí)也改變速度的大小，即產(chǎn)生法向加速度和切向加速度4計(jì)算公式：5向心力來(lái)源分析：假設(shè)物理做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力必然是物體所受的合外力，它始終沿著半徑方向指向圓心，并且大小恒定。 假設(shè)物理做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力那么為物體所受的合外力在半徑方向上的分力，而合外力在切線方向的分力那么用于改變線速度的大小。 8、向心加速度：向心加速度方向總是指向圓心.注意：向心力產(chǎn)生向心加速度只是描繪線速度方向變化的快慢.向心加速度的方向總是指向圓心，但時(shí)刻在變化，是一個(gè)變加速度.作曲線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度與速度方向不在一條直線上.速度方向是軌跡的切線方向，加速度方向是合外力方向9. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析：火車轉(zhuǎn)彎情況：外軌略高于內(nèi)軌，使得所受重力和支持力的合力提供向心力，以減少火車輪緣對(duì)外軌的壓力.當(dāng)火車行使速率v等于v規(guī)定時(shí)，F(xiàn)合=F向心，內(nèi)、外軌道對(duì)輪緣都沒有側(cè)壓力.當(dāng)火車行使速率v大于v規(guī)定時(shí)，F(xiàn)合F向心，外軌道對(duì)輪緣都有側(cè)壓力.當(dāng)火車行使速率v小于v規(guī)定時(shí)，F(xiàn)合F向心，內(nèi)軌道對(duì)輪緣都有側(cè)壓力.沒有支承物的物體如水流星在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)情況：當(dāng)，即，水恰能過(guò)最高點(diǎn)不灑