高中物理曲線運(yùn)動知識點(diǎn)

　　物體運(yùn)動軌跡是曲線的運(yùn)動，稱為“曲線運(yùn)動”。當(dāng)物體所受的合外力和它速度方向不在同一直線上，物體就是在做曲線運(yùn)動。

　　一、曲線運(yùn)動

　　1、定義：運(yùn)動軌跡為曲線的運(yùn)動。

　　2、物體做曲線運(yùn)動的方向：

　　做曲線運(yùn)動的物體，速度方向始終在軌跡的切線方向上，即某一點(diǎn)的瞬時速度的方向，就是通過該點(diǎn)的曲線的切線方向。

　　3、曲線運(yùn)動的性質(zhì)

　　由于運(yùn)動的速度方向總沿軌跡的切線方向，又由于曲線運(yùn)動的軌跡是曲線，所以曲線運(yùn)動的速度方向時刻變化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不斷變化，所以說：曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。由于曲線運(yùn)動速度一定是變化的，至少其方向總是不斷變化的，所以，做曲線運(yùn)動的物體的加速度必不為零，所受到的合外力必不為零。

　　4、曲線運(yùn)動的特點(diǎn)：

　　曲線運(yùn)動的速度方向就是通過這點(diǎn)的曲線的切線方向，說明曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，但變速運(yùn)動并不一定是曲線運(yùn)動，如勻變速直線運(yùn)動。

　　5、物體做曲線運(yùn)動的條件

　　(1)物體做一般曲線運(yùn)動的條件

　　物體所受合外力(加速度)的方向與物體的速度方向不在一條直線上。

　　(2)物體做平拋運(yùn)動的條件

　　物體只受重力，初速度方向?yàn)樗�平方向�？赏茝V為物體做類平拋運(yùn)動的條件：物體受到的恒力方向與物體的初速度方向垂直。

　　(3)物體做圓周運(yùn)動的條件

　　物體受到的合外力大小不變，方向始終垂直于物體的速度方向，且合外力方向始終在同一個平面內(nèi)(即在物體圓周運(yùn)動的軌道平面內(nèi))總之，做曲線運(yùn)動的物體所受的合外力一定指向曲線的凹側(cè)。

　　6、曲線運(yùn)動的分類

　�、艅蜃兯偾�線運(yùn)動：物體在恒力作用下所做的曲線運(yùn)動，如平拋運(yùn)動。

　�、品莿蜃兯偾�線運(yùn)動：物體在變力(大小變、方向變或兩者均變)作用下所做的曲線運(yùn)動，如圓周運(yùn)動。

　　二、平拋運(yùn)動

　　1.水平方向速度：Vx=Vo

　　2.豎直方向速度：Vy=gt

　　3.水平方向位移：x=Vot

　　4.豎直方向位移：y=gt2/2

　　5.運(yùn)動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)

　　6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2

　　合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0

　　7.合位移：s=(x2+y2)1/2,位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo

　　8.水平方向加速度：ax=0;豎直方向加速度：ay=g

　　注：(1)平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，加速度為g，通�？煽醋魇撬�平方向的勻速直線運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合成;

　　(2)運(yùn)動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關(guān);

　　(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;

　　(4)在平拋運(yùn)動中時間t是解題關(guān)鍵;

　　(5)做曲線運(yùn)動的物體必有加速度，當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動。

　　三、勻速圓周運(yùn)動

　　1.線速度V=s/t=2πr/T

　　2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf

　　3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r

　　4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合

　　5.周期與頻率：T=1/f

　　6.角速度與線速度的關(guān)系：V=ωr

　　7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)

　　8.主要物理量及單位：

　　弧長(s):米(m);角度(Φ)：弧度(rad);頻率(f)：赫(Hz);周期(T)：秒(s);轉(zhuǎn)速(n)：r/s;半徑(r):米(m);線速度(V)：m/s;角速度(ω)：rad/s;向心加速度：m/s2。

　　注：(1)向心力可以由某個具體力提供，也可以由合力提供，還可以由分力提供，方向始終與速度方向垂直，指向圓心;

　　(2)做勻速圓周運(yùn)動的物體，其向心力等于合力，并且向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小，因此物體的動能保持不變，向心力不做功，但動量不斷改變。

　　四、萬有引力

　　1.開普勒第三定律：T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑，T:周期，K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān)，取決于中心天體的質(zhì)量)｝

　　2.萬有引力定律：F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2，方向在它們的連線上)

　　3.天體上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m)，M：天體質(zhì)量(kg)｝

　　4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M：中心天體質(zhì)量｝

　　5.先進(jìn)(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s

　　6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半徑｝

　　注:(1)天體運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;

　　(2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;

　　(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空，運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;

　　(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);

　　(5)地球衛(wèi)星的較大環(huán)繞速度和較小發(fā)射速度均為7.9km/s。

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