高中物理圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

　　高中物理教學(xué)中，圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題既是一個(gè)重點(diǎn)，又是一個(gè)難點(diǎn)。下面學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)高中物理圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)你有幫助。

　　高中物理圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)

　　1.圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的運(yùn)動(dòng)。

　　2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的軌跡是圓周，在相等的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)的弧長(zhǎng)相等，質(zhì)點(diǎn)所作的運(yùn)動(dòng)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。

　　3.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量

　　(1)周期(T)：質(zhì)點(diǎn)完成一次圓周運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為周期。

　　頻率(f)：1s鐘完成圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。f=

　　(2)線速度(v)：線速度就是瞬間速度。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其線速度的大小不變，方向卻時(shí)刻改變，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)。

　　由瞬時(shí)速度的定義式v=,當(dāng)Δt趨近于0時(shí)，Δs與所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)(Δl)基本重合，所以v=，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，由于相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等，那么很小一段的弧長(zhǎng)與通過(guò)這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間的比值是相等的，所以，其線速度大小v=(其中R是運(yùn)動(dòng)物體的軌道半徑，T為周期)

　　(3)角速度(ω)：作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)與圓心的連線所掃過(guò)的角度與所用時(shí)間的比值。ω==，由此式可知?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。

　　4.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(非勻速圓周運(yùn)動(dòng))

　　(1)輕繩的一端固定，另一端連著一個(gè)小球(活小物塊)，小球在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，或者是一個(gè)豎直的圓形軌跡，一個(gè)小球(或小物塊)在其內(nèi)壁上作豎直面的圓周運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)論如下：

　?、傩∏蛉粼趫A周上，且速度為零，只能是在水平直徑兩個(gè)端點(diǎn)以下部分的各點(diǎn)，小球要到達(dá)豎直圓周水平直徑以上各點(diǎn)，則其速度至少要滿足重力指向圓心的分量提供向心力

　?、谛∏蛟谪Q直圓周的最低點(diǎn)沿圓周向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度不斷減小(重力沿運(yùn)動(dòng)方向的分量與速度方向是相反的，使小球的速度減小)，而小球要到達(dá)最高點(diǎn)，則必須在最低點(diǎn)具有足夠大的速度才能到達(dá)最高點(diǎn)，否則小球就會(huì)在圓周上的某一點(diǎn)(這一點(diǎn)一定在水平直徑以上)繩子的拉力為零時(shí)，小球就脫離圓周軌道。

　　(2)物體在桿或圓管的環(huán)形軌道上作豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，雖然物體從最低點(diǎn)沿圓周向最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度越來(lái)越小，由于物體可以受到桿的拉力和壓力(或圓管對(duì)它的向內(nèi)或向外的作用力)，所以，物體在圓周上的任意一點(diǎn)的速度均可為零。

　　(3)物體在豎直的圓周的外壁運(yùn)動(dòng)，此種運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是要區(qū)別做圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的條件，它們的臨界狀態(tài)是物體的重力沿半徑的分量提供向心力，此時(shí)，軌道對(duì)物體沒(méi)有作用力，但物體又在軌道上，該點(diǎn)是物體在圓周上的臨界點(diǎn)。若物體在最高點(diǎn)時(shí)，mg=,v0=,當(dāng)v­≥v0，物體在最高點(diǎn)處將作平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)v

　　擴(kuò)展

　　豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，只要求討論分析最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況，由于最高點(diǎn)的相信加速度豎直向下，質(zhì)點(diǎn)總是處于失重狀態(tài);最低點(diǎn)的向心加速度豎直向上，質(zhì)點(diǎn)總是處于超重狀態(tài)，從這個(gè)角度來(lái)理解豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況比較直觀。

　　質(zhì)點(diǎn)在圓軌道外圓時(shí)，最高點(diǎn)處是作平拋運(yùn)動(dòng)還是圓周運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)與軌道之間的作用力為零對(duì)應(yīng)的速度是臨界速度，這個(gè)臨界速度就是在圓周上的向心加速度等于重力加速度，質(zhì)點(diǎn)的速度小于這個(gè)速度，受軌道的支持力，大于這個(gè)速度，質(zhì)點(diǎn)作平拋運(yùn)動(dòng)。

　　生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

　　實(shí)例分析一

　　火車是目前長(zhǎng)距離運(yùn)輸中重要的交通工具，近年來(lái)建設(shè)鐵路新干線較多，鐵軌是比較平直的，在轉(zhuǎn)彎處，火車只有依靠與它接觸的鐵軌提供向心力。工字形鐵軌固定在水泥基礎(chǔ)上，火車的兩輪都有輪緣，突出的輪緣一般起定位作用，若是平直的軌道轉(zhuǎn)彎，只有依靠軌道與輪緣間側(cè)向彈力使火車轉(zhuǎn)彎，由于火車速度大，質(zhì)量也大，所需要的向心力很大，所以，輪緣與鐵軌間的彈性大形變量也大，從而使鐵軌容易受到損壞，使火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力不是由輪緣和軌道間側(cè)向彈力提供，而是由車輪與軌道間正向彈力提供，車輪與軌道間的正向接觸面積大，對(duì)軌道的影響小，有什么辦法可以達(dá)到此目的呢?

　　在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中，放在光滑斜面上的物體，當(dāng)斜面以一定加速度作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體可以相對(duì)斜面靜止，這時(shí)斜面的彈力與物體的重力的合力沿水平方向提供加速運(yùn)動(dòng)所需要的力(也可以認(rèn)為斜面的彈力在豎直方向分量與物體的重力平衡，水平方向分量提供物體作加速度所需要的力)從這個(gè)例子中，我們能得到的啟示是火車轉(zhuǎn)彎時(shí)將軌道平面傾斜。

　　在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎的軌道時(shí)，若將外軌墊高些，使軌道平面與水平面有一夾角α，正向壓力垂直于軌道平面，要使正向壓力在豎直方向分量與重力平衡，水平方向分量提供向心力，則

　　mgtanα=mv0=

　　火車以速度v0=行駛時(shí)，火車的車輪的輪緣與鐵軌的側(cè)向無(wú)壓力。

　　火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，當(dāng)火車的速度v>v0時(shí)，即重力和軌道的支持力的合力不足以提供向心力，需要外軌對(duì)外輪的輪緣一個(gè)向內(nèi)的側(cè)壓力，補(bǔ)充不充足的向心力;當(dāng)火車速度v0

　　實(shí)例分析二

　　汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)依靠靜摩擦力提供向心力，在高速公路上，由于汽車的速度比較大，僅靠靜摩擦力提供向心力是不行的，所以，在轉(zhuǎn)彎處的路面都是傾斜的(傾角α)，若汽車依靠重力和路面支持力的合力提供向心力，就對(duì)應(yīng)的速度如火車轉(zhuǎn)彎是一樣的，對(duì)應(yīng)原速度v0=。

　　當(dāng)汽車的速度v0≠，路面再施加靜摩擦力來(lái)作補(bǔ)充。

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