第六章 圆周运动基础知识点小结--高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

第六章 圆周运动知识点小结一.基本物理量之间的关系：v=st w=tv=wr=2Tra=v2r=w2r=2T2r=wF=ma=mv2r=mw2r=m2T2r=mw注意：a与r即成反比，正比是因为它为定义式。二 传动 同轴转动模型传动模型同轴模型特点 va=vb特点wa=wb注：齿轮模型等同于传动模型：齿数之比暗含半径之比。应用： 1 定，定模型类别（注意特点）2 找 找公式（包含已知量求解量的公式）3 比 用已知量表示求解量，求比值三. 物理概念向心力向心加速度：始终指向圆心的力，根据效果命名为向心力（效果力）始终指向圆心的加速度。（与向心力方向一致）特点：始终指向圆心，变力（方向时刻改变）作用效果：仅改变线速度方向，不改变大小来源：由合力，分力，某个力提供物理意义：描述线速度方向变化快慢的物理量变加速度（方向时刻改变）（变加速=非匀=加速度改变）圆周运动匀速圆周运动变速圆周运动合力指向圆心，完全充当向心力合力不指向圆心；可分解为指向圆心的法向分力Fn充当向心力，和沿着速度方向的切向分力Ft使物体速度变化。特点：F,a，w，T大小不变速度改变注意：一般的曲线运动，可在极短的位置处认为是圆弧的一部分，看做圆周运动来处理。四 向心力实验实验一：向心力演示仪注意一：23为变速轮，为传动模型。即线速度相同，角速度之比为半径之比。而24，35为同轴转动模型，即对应角速度相同。所以23角速度之比即45角速度之比。综上分析：变速轮的半径之比暗含小球转动角速度之比。（变速轮半径）r2r3=32 =54（球角速度）注意二：控制变量法：球质量，转动半径，转动角速度（改变变速轮半径）五 常见模型分析火车转弯模型若恰好轨道无弹力，即重力和支持力的合力提供向心力：mgtan=F向=m2r（三角函数关系求合力，合力提供向心力）v临=v=grtan讨论： vv临 恰好通过无轨道弹力v=v临 外侧轨道由弹力vv临 内侧轨道有弹力理解：角度一：定性感受当速度变大，根据F向=mv2R可知，需要的向心力变大，此时相当于需大于供，存在离心运动的趋势，但是由于外侧轨道的存在会压着车轮不让其发生离心运动，即外侧轨道会产生弹力。当速度变小，根据F向=mv2R可知，需要的向心力变小，此时相当于需小于供，存在近心运动的趋势，但是由于内侧轨道的存在会顶着车轮不让其发生近心运动，即内侧轨道会产生弹力。角度二：定量分析（临界问题与供需平衡的关联）：速度变大，根据F向=mv2R可知，需要的向心力变大，此时相当于需大于供，为了保持圆周运动（供需平衡状态），供要其他力来补偿使它变大，才能等于需求。这个其他力则由外侧轨道提供弹力（它在向心力方向的力可以补偿供。）速度变小，根据F向=mv2R可知，需要的向心力变小，此时相当于需小于供，为了保持圆周运动（供需平衡状态），供要其他力来抵消使它变小，才能等于需求。这个其他力则由内侧轨道提供弹力（它在向心力方向的力可以抵消供。）拓展：临界值，即恰好无弹力，无摩擦力等情景做圆周运动的物体，总是具有从供需不等过渡到供需相等趋势桥模型凸形模型凹形模型公式：mgN=mv2r公式：FNmg=mv2r失重（a向下）超重（a向上）凸形模型讨论：N=0时，重力完全提供向心力。即：mg=mv2rv临=gr（若最高点vv临，对地面无压力，物体将做平抛运动，且落在整圆外侧）航天器的完全失重将物体在地球表面的运动模型看成凸形模型：根据 mgN=mv2R发现速度v上升，N变小。当速度足够大，支持力N可以为O。N=0时，重力完全提供向心力，即：mgN=mv2Rv临=v=gR（以此速度运动，恰好对地面无压力，由于重力在个位置始终指向圆心，所以物体将围绕地球做匀速圆周运动）离心运动概念：物体做圆周运动时，所提供的力突然消失，或小于需要的向心力时，物体将做离心运动。条件： F供F需供需关系下的运动现象：F供F需离心运动F供F需近心运动F供F需匀速圆周运动F供=0沿切线飞出（离心运动）六. 两类模型问题（1）绳球模型B点：F绳mg=mvb2RA点：F绳+mg=mva2R通过A点的最小速度vamin：分析：vminF合=0F绳=0即mg=mva2Rvamin=gR（此时恰好F绳=0）讨论：vagR 无法通过最高点vagR 恰好通过 F绳=0 vagR 能通过，F绳向下定性感受:若vgr，离心运动，因为有绳子拉着所有不会离心。定量理解:若vgr，需要向心力大，原本的合力不够，需要F绳来弥补缺少的力，才能达到供需平衡。（2）杆球模型B点：F杆mg=mvb2RA点：（假设杆对球拉力）F杆+mg=mva2R通过A点的最小速度vamin：分析：vminF合=0F杆=-mg（杆对球支持力mg）即： mgmg=mva2Rvamin=0恰好通过A点的速度v临：分析：恰好通过F杆=0mg=mva2Rv临=gR（此时恰好F杆=0）讨论： vagR 杆对球产生向上支持力vagR 恰好通过，F杆=0 vagR 杆对球产生向下拉力定性感受（离心近心运动），定量理解（供需平衡）。七. 计算应用受力情况决定运动情况决定提“供”物体做圆周运动的力物体做圆周运动“需”要的力 供需平衡（本质牛二）F=mv2R做圆周运动条件受力分析一重力二弹三摩擦，合力提供向心力运动分析定轨迹，定圆心，定半径，定Fn方向列式计算：法1：三角函数公式求出合力适用两力法2：牛二正交分解法（x，y，摩擦力公式）适用多力注意：正交分解的坐标系建立x轴指向半径方向，y轴垂直于半径方向。八. 极限思想/临界情况简介极限问题临界问题指某个力达到最大/小值的情况。一般涉及最大摩擦力，绳/杆最大拉力等，沿着半径方向的合力提供向心力。当“供”达到最大/小值时，意味着物体运动的v，w等物理量达到最值，即为极限情况。指某个力恰好为0的情况一般涉及摩擦力，绳/杆弹力恰好为0。处理方法：先分析受力情况， 再找到受力的极值。处理方法：先计算出临界值，再对实际值与临界值关系讨论分析。8学科网（北京）股份有限公司