高中物理（第四章 曲线运动 抛体运动与圆周运动）知识点大全

第四章 曲线运动 抛体运动与圆周运动一、曲线运动1. 曲线运动的速度特点：(1) 某点即时速度的方向一定在这一点轨迹曲线的切线方向上，且不断改变；(2) 任何一个曲线运动都是变速运动。(3) 无论速度大小是否变化，质点在运动中都具有加速度，所受合外力不为0。2. 物体做曲线运动的条件：质点一定受到合外力的作用，且合外力（或加速度）的方向一定与质点运动方向不在一条直线上。ab合外力可以是恒力也可以是变力。3. 曲线运动中F合与轨迹的关系轨迹在F合与v之间，曲线逐渐远离、弯向F合的方向。如图，根据轨迹的弯曲方向可知，a为速度方向，b为F合方向。二、运动的合成与分解1. 合运动的性质与轨迹(1) 判断合运动是匀速运动还是变速运动：看合外力是否为零。(2) 判断合运动是匀变速运动还是非匀变速运动：看合外力是否恒定。(3) 判断合运动是直线还是曲线：看合外力（或合加速度）与合速度的方向是否共线。(4) 判断合运动是加速还是减速：当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大。夹角为钝角时，物体的速率减小。两者方向垂直时，物体的速率不变。2. 两个直线运动的合成：先把两个分运动的速度合成v合，再把两个分运动的加速度合成a合，然后根据v合与a合的大小方向判断合运动的性质。一般有以下规律：(1) 两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动(2) 匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动：当两个分运动的速度方向共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动(3) 两个匀变速直线运动的合成a、 两个初速度为零的匀变速直线运动的合成，一定是匀变速直线运动b、 v合方向与a合方向在同一条直线上时，物体做直线运动，此时c、 v合方向与a合方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。【小结】：两个互相角度的直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动。3. 关联速度问题(1) 应将物体的实际运动（合运动）进行分解；(2) 合速度一般分解为沿绳子方向（使绳或杆伸缩）和垂直绳子方向（使绳或杆转动）两个分速度。(3) 绳子两端连着的两个物体沿绳或杆方向的分速度v大小相同。4. 小船渡河问题：船渡河时，船的实际运动可以分解成：随水以v水漂流的运动+以v船相对于静水的划行运动。也可分解为垂直河岸方向的分运动+平行河岸方向的分运动。当船头朝向与河岸夹角为时，船的过河时间为（适用所用情况），渡河时间取决于v船垂直于河岸方向的分速度，与河水的速度无关。(1) 渡河时间最短问题=90时，即船头垂直对岸行驶时，渡河时间最短，且最短时间为： (2) 渡河位移最短问题若v船v水：当v合垂直河岸，合位移最短等于河宽d当v船v水时，当v合v船，合位移最短，且为： (不展开讨论)三、竖直下抛运动：特点： v00且方向竖直向下； F合=G（a=g）。性质：初速度竖直向下，加速度为g的匀加速度直线运动.公式：，四、竖直上抛运动：1. 特点： v00且方向竖直向上； F合=- G（a=- g）取向上为正方向2. 性质：初速度竖直向上，加速度为- g的匀变速度直线运动.3. 处理方法：分步处理：上升过程：匀减速直线运动，取向上为正方向：公式：，上升到最高点的时间：；上升最高高度：下降过程是自由落体运动（向下为正）：公式：，。落回到出发点时间：；落回到出发点时间速度： 整体处理：从全过程看，竖直上抛运动是一种加速度恒为重力加速度g的匀变速直线运动，取v0为正方向，a= - g . 公式：，【注意】：S为正，表示质点在抛出点的上方，s为负表示在抛出点的下方v为正,表示质点向上运动,v为负表示质点向下运动.不求时间时，用动能定理或机械能守恒求解速度或高度更快捷。五、平抛物体运动1、定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做平抛运动。 2、性质：匀变速曲线运动，a=g3、平抛运动的规律： （1）水平方向的分运动：匀速直线运动；分速度： 分位移：（2）竖直方向的分运动:自由落体运动；分速度：分位移：(3)合速度大小：合速度与水平方向夹角：合位移大小：合位移与水平方向夹角：合速度的方向与合位移的方向不相同。六、斜抛运动1. 水平方向分运动：匀速直线运动；分速度：分位移：2. 竖直方向分运动：竖直上抛运动；分速度：分位移：3. 射程：射程随初速度增大而增大；射程与抛射角有关，当抛射角为450时射程最大；4. 射高：。初速度越大射高就越大，当抛射角为90时射高最大七、匀速圆周运动：1. 物理学量及其单位：2. 各物理量间关系：3. 向心力：；方向与速度垂直，指向圆心。是变力。来源：重力、弹力、摩擦力或几个力的合力，或某一个力的分力。注意：向心力不是一个独立的力，受力分析时不能认为物体除了重力等力以外，还“受到向心力”。4. 向心加速度：；方向与速度垂直，指向圆心。物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量。匀速圆周运动中（1）不变的物理量：合外力大小，质点的线速度大小、向心加速度大小、角速度大小和方向、周期（2）变化的物理量：线速度方向、向心加速度方向，合外力的方向，（3）所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。（4）匀速圆周运动中，物体所受合力完全等于向心力，合外力只改变速度的方向。（5）如果物体做变速圆周或一般曲线运动，合外力的沿半径的分力是此时的向心力，它改变速度的方向；合外力的切向分力则改变速度的大小。5. 同轴转动问题：做同轴转动的物体相对位置保持不变，角速度和周期、转速相等。6. 皮带、齿轮传动问题：在皮带传动，链条传动、齿轮传动的过程中，皮带上（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。7. 用绳系着小球在竖直平面内做变速圆周运动（1），过最高点的最小速度：，得，绳子松弛，T=0，物体离开圆周做曲线运动。（2）8. 关于轻杆作用下的圆周运动：只研究最高点（1）物体不受到杆的作用力的条件是：，F=0，。（2）当时，杆对物体的作用力为拉力，方向向下。（3）当时，杆对物体的作用力F为支持力，方向向上，。（4）最高点速度的最小值为v=0，此时杆对物体的作用力F=mg。九、离心现象：1. 判断物体是否做离心运动的步骤：(1) 对物体受力分析，求出能够提供的合力F合；(2) 根据物体的运动，求出物体做圆周运动所需要的向心力F向=m2r=mv2/r；(3) 比较F合与F向的大小，确定物体的运动情况，如下：当F合=F向时匀速圆周运动；当F合=0时匀速直线运动；当F合F向时逐渐靠近圆心的运动【注意】：离心现象的本质是惯性；不存在离心力；2. 要使原来做匀速圆周运动的物体做离心运动A、提高转速，使所需的向心力大于能提供的向心力；B、减小或消失合外力3. 如何防止离心现象发生A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力