2022年高一物理知识点总结经典题型3.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 四、曲线运动学习必备欢迎下载（轨迹是一条曲线的运动）1 曲线运动速度特点：质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在 轨迹 曲线的这一点的切线方向 ；所以曲线运动中速度的方向是时刻转变的；因此任何一个曲线运动都是 变速运动 ；2 质点在曲线运动中都具有加速度,质点肯定受到合外力的作用；物体做曲线运动的条件：速度方向与合力的方向不在同始终线上；加速度的方向跟速度方向也不在同始终线上；3运动的合成与分解：运动的合成和分解是指位移 的合成与分解及速度 、 加速度 的合成与分解；都遵循 平行四边形法就；* 一般说来,两个直线运动的合成运动,并不肯定都是直线的；几点说明： 把握运动的合成和分解的目的在于为我们供应了一个争论复杂运动的简洁方法； 物体只有 同时 参与了几个分运动时,合成才有意义,假如不是同时发生的分运动,就合成也就失去了意义； 当把一个客观存在的运动进行分解时,其目的是在于争论这个运动在某个方向的表现； 处理合成、分解的方法主要有作图法和运算法；运算法中有余弦定理运算、正弦定理运算、勾股定理运算及运用三角函数等；4平抛运动： 物体 只在重力作用下,初速度沿水平方向 的抛体运动叫平抛运动； 平抛运动可以看作是 水平方向的匀速直线运动 和竖直方向的自由落体运动 的合运动；5平抛运动的特点： （1）加速度（2）运动轨迹是抛物线；这是一个抛物线方程；a=g 恒定,方向竖直向下；所以平抛运动是匀变速运动；（轨迹方程）（3）平抛物体在t 秒末时的水平分速度vx和竖直分速度vy 分别为 vx=v 0,vy=gt a.求出合速度的大小和方向 角v=v2v2tan =vyxyv xb.求出合位移的大小和方向 角tan =2 tan位移公式： x=v 0t y=1gt2 2s=x2y2tan =yx c. 平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载水平位移的一半（中点） ；证明：设时间t 内物体的水平位移为s,竖直位移为h,就末速度的水平重量vx=v0=s/t ,而竖直重量 vy=2h/t ,tanvy2h,所以有shsvxtan2s6. 斜抛运动处理方法类似于平抛运动,即将斜抛运动分解成水平和竖直两个方向上的分运动来争论；特殊提示：斜抛运动到最高点的过程可反过来看着平抛运动！7圆周运动：质点运动轨迹为一个圆,即质点做圆周运动；线速度：物体在某时间内通过的弧长 与所用时间的比值,其方向在圆周的切线方向上；这种表达式：vlt角速度：物体在某段时间内通过的角度 与所用时间的比值；表达式：t,其单位为 弧度每秒 ,rad /s；周期：匀速运动的物体运动一周所用的时间；频率：f1,单位：赫兹 HZ T线速度、角速度、周期间的关系：v2. r/T,2/T,vr； =t=2=2 n v=s = t2r=2 rn 其中 n为转速TT向心加速度：a=2r=2 vr=4T2r= v 方向总与运动方向垂直；2向心力： Fn=ma=m2r=mv r24 =mT2r=m v 方向总与运动方向垂直；28匀速圆周运动： 1 质点沿圆周运动,假如在相等的时间里通过的圆弧长度都相等,运动就叫做匀速圆周运动；留意： a. 匀速圆周运动不是匀速运动,是变速运动 ,是曲线运动 , 由于速度方向不断变化,大小不； b.不是匀加速运动,而是变 向时刻沿半径指向圆心,时刻变化；速圆周运动中,角速度加速运动 ,由于线速度方向时刻在变化,向心加速度方 、周期 T、转速 n、速率、动能是不变的物理量；线速度 v、加速度 a、合外力 F、动量 P 是不断变化的物理量；2 做匀速圆周运动的物体,加速度方向指向圆心,这个加速度叫向心加速度；大小：anv22r2.2rrT方向：指向圆心；向心加速度是描述匀速圆周运动中物体线速度变化快慢的物理量向心力即产生向心加速度的力；3 向心力的方向：指向圆心,与线速度的方向垂直；名师归纳总结 向心力的大小：做匀速圆周运动所需的向心力的大小为Fm2rmv2/r第 2 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载向心力的作用：只转变速度的方向,不转变速度的大小；向心力是 成效力 ；在对物体进行受力分析时,不能认为物体多受了个向心力；向心力是物体 受到的某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力 . 必需强调指出：使物体做匀速圆周运动的向心力,不是什么特殊的力,任何一种力或几种力的合力,只要它能使物体产生向心的加速度,它就是物体所受的向心力；8. 生活中的圆周运动1 凡是直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动）的两个轮子,两轮边缘上各点的线速度大小相等 ；凡是 同一个轮轴上（各个轮都绕同一根轴同步转动）的各点角速度相等 （轴上的点除外） ；2 离心运动： F m2r 即实际供应的向心力小于需要的向心力,此时做离心运动 （3）竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类由于机械能守恒,物体做圆周运动的速率时刻在转变,物体在最高点处的速率最小,在最低点处的速率最大；物体在最低点处向心力向上,而重力向下, 所以弹力必定向上且大于重力；而在最高点处,向心力向下,重力也向下,所以弹力的方向就不能确定了,要分三种情形进行争论；vF G 绳mv2F vgR,否弹力只可能向下,如绳拉球；这种情形下有Fmgmv2mgG RgRFmg,即vgR,否就不能通过最高点；* 只能供应拉力,物体通过最高点的条件：mg弹力只可能向上,如车过桥；在这种情形下有：R就车将离开桥面,做平抛运动；* 只能供应支持力,物体通过最高点的条件：0 v gR弹力既可能向上又可能向下,如管内转（或杆连球、环穿珠）；这种情形下,速度大小v 可以取任意值；但可以进一步争论：当 v gR 时物体受到的弹力必定是向下的；当v gR 时物体受到的弹力必定是向上的；当 v gR 时物体受到的弹力恰好为零；当弹力大小 F<mg 时,向心力有两解： mg± F；当弹力大小 当弹力 F=mg 时,向心力等于零；F>mg 时,向心力只有一解： F +mg；* 既能供应支持力,又能供应拉力的物体通过最高点的条件：v0五、 万有引力 1 开普勒第肯定律：全部的行星分别在大小不同的椭圆轨道上环绕太阳运动,太阳 是在这些椭圆的一个焦点上；开普勒其次定律：对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等 的面积；名师归纳总结 开普勒第三定律：全部行星的椭圆轨道的长半轴的三次方跟公转周期的平方的比第 3 页,共 10 页R3常数（K）T2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 值都相等；即：学习必备欢迎下载2.万有引力定律：1、内容：任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比；这就是万有引力定律；2、公式FG m m 2 2R应留意：11 2 2（1）公式中 G 称作万有引力恒量,经测定 G 667 10 N·m / Kg；（2）公式中的 R 为质点间的距离；对于质量分布匀称的球体,可把它看做是质量集中在球心的一个点上；（3）从 G6 671011N·m2/Kg2可以看出,万有引力是特别小的,平常很难觉察,所以它的发觉经受了对天体（质量特殊大）运动的争论过程；3万有引力恒量的测定：自牛顿发表万有引力定律以来,人们试图在试验中测出引力的大小,其目的在于给 “ 万有引力定律” 进行鉴别和检验；由于没有被试验验证的理论总是空洞的理论,更无实际意义；英国物理学家卡文迪许承担了这样一项科学难题,他发挥了精深的试验才能,取得了极其精确的结果；试验装置是用的扭秤（如右图所示）,秤杆长 2.4 m ,两端各置一个铅质球,再用另外两个球靠近,争论它们的引力规律；试验原理是用 力矩平稳 的道理；试验结果：第一验证了万有引力的正确性；另外测定了万有引力恒量为：G6751011N·m2/Kg2目前万有引力恒量的公认值为：G6 67201011N·m2/Kg2小结：a、万有引力定律的发觉,绝不是牛顿一人的成果；它是人类长期争论奋斗的结果,甚至有人献出了珍贵的生命；b、万有引力定律的确立,并不是在1687 年牛顿发表之时,而应是1798 年卡文迪许完成试验之时；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - c、万有引力定律的公式：F学习必备欢迎下载G m m 2 2r只适用于质点间的相互作用；这里的“ 质点”要求是质量分布匀称的球体,或是物体间的距离r 远远大于物体的大小d rd ,这两种情形；d、运用万有引力定律解决详细问题时,要特殊留意指数运算；e、在运算过程中,假如要求精度不高,可取G201011N·2 m/Kg2来运算,这3样可使运算简化；4万有引力定律FGm 1m2,G.6671011Nm2/kg2r2适用于两个质点、一个质点和一个匀称球、两个匀称球；GMm 2= ma=m r2r=mv r2=m4T2r = a=GMv=GM =GM2r2rr3T=23 GMr1 用万有引力定律求中心星球的质量和密度2当一个星球绕另一个星球做匀速圆周运动时,设中心星球质量为M,半径为 R,环绕星球质量为m,线速度为v,公转周期为T,两星球相距r,由万有引力定律有：GMmmv2mr22,可得出Mv2r42r3r2rTGGT2万有引力和重力的关系: 一般的星球都在不停地自转,星球表面的物体随星球自转需要向心力, 因此星球表面上的物体所受的万有引力有两个作用成效：一个是重力, 一个是向心力；星球表面的物体所受的万有引力的一个分力是重力,另一个分力是使该物体随星球自转所需的向心力；即 F G nf5. 人造卫星（只争论绕地球做匀速圆周运动的人造卫星）和星球表面上的物体不同,人造卫星所受的万有引力只有一个作用成效,就是使它绕星球做匀速圆周运动,因此万有引力等于向心力；人造卫星的线速度和周期；人造卫星的向心力是由地球对它的万有引力供应的,因此有：2 2GMm2 mv mr 2, 由 此 可 得 到 两 个 重 要 的 结 论 ：v GM 1 和r r T r r3T 2 r r 3；可以看出,人 造卫星的轨道半径 r、线速度大小 v和周期 T 是一一对GM应的,其中一个量确定后,另外两个量也就唯独确定了；离地面越高的人造卫星,线速度越小而周期越大；名师归纳总结 近地卫星；近地卫星的轨道半径10r 可以近似地认为等于地球半径85R,又由于地面邻近第 5 页,共 10 页gGM,所以有vgR7. 93m/s ,T2R5. 1103smin；它们分别是绕R2g- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载地球做匀速圆周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期；同步卫星；“ 同步” 的含义就是和地球保持相对静止（又叫静止轨道卫星）,所以其周期等于地球自转周期,既 T=24h,依据可知其轨道半径是唯独确定的,经过运算可求得同步卫星离地面的高度为 h=3.6× 10 7m5.6R 地（三万六千千米） ,而且该轨道必需在地球赤道的正上方,卫星的运转方向必需是由西向东；6. 第一宇宙速度（环绕速度）：v7 9.km/s；卫星 的最小发射速度；是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度也是人造地球其次宇宙速度（脱离速度）：v11 . 2 km/s；是指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速度；第三宇宙速度（逃逸速度）：v16 . 7 km/s；是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度；脱离速度是指物体达到 11.2 千米/ 秒的运动速度时能摆脱地球引力束缚的一种速度；在摆脱地球束缚的过程中,在地球引力的作用下它并不是直线飞离地球,而是按抛物线飞行；脱离地球引力后在太阳引力作用下绕太阳运行；如要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系,物体的运动速度必需达到 16.7 千米/ 秒；那时将按双曲线轨迹飞离地球,而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳；会求第一宇宙速度: GMmmv2Km/s卫星贴近地球表面飞行R2R地球表面近似有GMmmgR2就有vgR7 . 97经典力学的局限性牛顿运动定律只适用于解决宏观、低速问题,不适用于高速运动问题,不适用于微观世界；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第四章 圆周运动错题集错解分析在本章学问应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在：对物体做圆周运动时的受力情形不能做出正确的分析,特殊是物体在水平面内做圆周运动,静摩擦力参与供应向心力的情形； 对牛顿运动定律、 圆周运动的规律及机械能守恒定律等学问内容不能综合地敏捷应用,如对于被绳（或杆、轨道）束缚的物体在竖直面的圆周运动问题,由于涉及到多方面知识的综合,表现出解答问题时顾此失彼；例 1 假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原先的 2 倍,仍做圆周运动,就（）（C,D）A依据公式 v= r ,可知卫星运动的线速度增大到原先的 2 倍；D依据上述选项 B和 C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减解析：卫星绕地球运动近似看成圆周运动,万有引力供应向心力,由此将依据以上式子得出例 2一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R（比细管的半径大得多）,圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）；A 球的质量为 m1, B球的质量为 m2；它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为 v0；设 A 球运动到最低点时,球恰好运动到最高点,如要此时两球作用于圆管的合力为零,那么 m1,m2,R与 v0应满意关系式 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 3学习必备欢迎下载从地球上发射的两颗人造地球卫星A 和 B,绕地球做匀速圆周运动的半径之比为 RARB=41,求它们的线速度之比和运动周期之比；1:2 8:1 【评析】我们在争论地球上的物体的运动时,地面邻近物体的重力加速度近似看做是恒量；但争论 天体运动 时,应留意不能将其认为是常量,随高度变化,g 值是转变的 ；例 4 使一小球沿半径为 R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点？例 5用长 L=1.6m 的细绳, 一端系着质量M=1kg 的木块, 另一端挂在固定点上；现有一颗质量 m=20g的子弹以 v1=500ms 的水平速度向木块中心射击,结果子弹穿出木块后以v2=100ms 的速度前进；问木块能运动到多高？（取 g=10ms 2,空气阻力不计）【错解】在水平方向动量守恒,有mv1=Mv+mv 1 式中 v 为木块被子弹击中后的速度；木块被子弹击中后便以速度 v 开头摇摆；由于绳子对木块的拉力跟木块的位移垂直,对木块不做功,所以木块的机械能守恒,即h 为木块所摇摆的高度；解,联立方程组得到v=8v/s 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载h=3.2m 【错解缘由】这个解法是错误的；h=3.2m,就是木块摇摆到了 B 点；如图 4-3 所示；就它在 B 点时的速度 vB；应满意方程这时木块的重力供应了木块在 B 点做圆周运动所需要的向心力；解假如 v B 4 m/s,就木块不能升到B点,在到达B 点之前的某一位置以某一速度开头做斜向上抛运动；而木块在B点时的速度vB=4m/s,是不符合机械能守恒定律的,木块在 B 点时的能量为 选 A 点为零势能点 两者不相等；可见木块升不到B点,肯定是h3.2 m ；实际上,在木块向上运动的过程中,速度逐步减小；当木块运动到某一临界位置 C时,如图 4 4 所示,木块所受的重力在绳子方向的分力恰好等于木块做圆周运动所需要的向心力；此时绳子的拉力为零,绳子便开头放松了；木块就从这个位置开头,以此刻所具有的速度 vc 作斜上抛运动；木块所能到达的高度就是C点的高度和从C点开头的斜上抛运动的最大高度之和；【分析解答】如上分析,从式求得v A=v=8m/s；木块在临界位置C时的速度为v c,高度为h=l1+cos 如下列图,依据机船能守恒定律有名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 木块从 C点开头以速度学习必备欢迎下载h 为vc 做斜上抛运动所能达到的最大高度【评析】物体能否做圆运动,不是我们想象它怎样就怎样这里有一个需要的向心力和供应向心力能否吻合的问题,当需要能从实际供应中找到时,就可以做圆运动；所谓需要就是符合牛顿其次定律 F向=ma向的力, 而供应就是实际中的力如两者不相等,就物体将做向心运动或者离心运动；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页