高中物理必修二知识点总结：第五章曲线运动(人教版)

高中物理两个必备知识点概述：第五章曲线运动在前面章节的基础上，本章研究了一种更复杂的运动方式：曲线运动。这也是运动学中更重要的部分。本章的重点和难点是抛体运动和圆周运动。检查要求：首先，我们应该知道所学知识的含义，能够识别并直接应用于相关问题，这相当于课程标准中的“理解”和“理解”。二。能够理解所学知识的确切含义及其与其他知识的联系，能够在分析、综合、推理和判断实际问题的过程中加以解释和应用，相当于课程标准的“理解”和“应用”。要求二：曲线运动、抛射体运动和圆周运动。知识构建：新知识归纳：I .曲线运动曲线运动1.定义：轨迹不是直线的物体的运动称为曲线运动。2.物体做曲线运动的条件(1)当作用在物体上的合力方向与其速度方向不在同一直线上时，合力总是会产生改变速度方向的效果，物体必须以曲线移动。(2)当物体在曲线上运动时，其合力产生的加速度方向与速度方向不在同一直线上。(3)物体的运动状态由其应力状态和初始运动状态决定。2.曲线运动的特征粒子在某一点的速度方向是曲线通过该点的切线方向。粒子的速度方向一直在变化，所以曲线运动必须是变速运动。物体运动的性质由加速度决定(当加速度为零时，物体静止或匀速运动；当加速度恒定时，物体做匀速变速运动；当加速度改变时，物体作可变加速度运动)。3.弯曲运动的速度方向(1)在曲线运动中，某一点上运动粒子的瞬时速度方向是曲线通过该点的切线方向。(2)曲线运动的速度方向随时变化。不管速度是否改变，运动的速度总是变化的，所以曲线运动是一种变速运动。4.弯曲运动的轨迹：对于以弯曲运动运动的物体来说，其轨迹朝向由组合外力所指向的一侧弯曲。如果物体的运动轨迹是已知的，则可以确定施加到物体上的组合外力的大致方向，例如平抛运动的轨迹向下弯曲，并且圆周运动的轨迹总是朝着圆心弯曲。曲线运动的常见类型：(1)a=0:匀速直线运动或静态运动。(2)a为常数：其性质为匀速变速运动，分为：v和A同向，匀速直线运动；(2)五、反向、均匀减速直线运动；(3) V和A形成一个角度，匀速变化曲线移动(轨迹在V和A之间，与速度V的方向相切，方向逐渐接近A的方向，但不可能到达。)(3)变化：其本质是可变加速度。例如，简谐运动，加速度的大小和方向随时间而变化。第二，粒子在平面上的运动组合运动和分开运动当一个物体的实际运动更复杂时，我们可以把它等同于同时参与几个简单的运动。前者实际运动称为组合运动，而后者称为物体实际运动的分数运动。运动的合成和分解众所周知，分离和结合的运动叫做运动合成。众所周知，组合运动的分裂运动称为运动分解。这种双向等效运算过程是研究复杂运动的重要方法。1.组合运动和分割运动之间的关系：等时性；独立性；等价。2、运动合成与分解定律：平行四边形法则3.分解原理：根据运动的实际效果进行分解。物体的实际运动是一种组合运动。运动定律如下：(1)水平方向：ax=0，vx=v0，x=v0t。(2)垂直d(1)运动的合成和分解是对描述运动的矢量的差进行求和或计算，如位移、速度、加速度等。用平行四边形法则。运动的合成和分解遵循以下原则：(1)独立性原则：构成联合运动的几个子运动是独立的，彼此无关。一个物体的任何子运动都是按照它自己的规律进行的，不会因为其他子运动的存在而改变。(2)等时原理：组合运动是同一物体同时完成几个部分运动的结果。合成同一物体同时参与的几个运动是有意义的。(3)矢量原理：描述运动状态的位移、速度、加速度和其他物理量都是矢量。当合成和分解运动时，上述物理量应该根据矢量规则，即平行四边形规则来计算。(2)组合运动的性质可以由分开运动的性质决定：两个均匀线性运动的组合仍然是均匀线性运动；匀速直线运动和匀速直线运动的组合运动是匀速变速运动。两个一致可变线性运动的组合运动是一致可变运动。(3)过河如果v1是水的速度，v2是船的速度，那么：(1)穿越时间仅由垂直于海岸的v2分量v决定，即它与v1无关，所以当v2海岸时，穿越时间最短，且最短时间也与v1无关。(2)过河的路程由实际运动轨迹的方向决定。(4)联合运动指拉动绳索(杆)或绳索(杆)的问题。由于在高中学习的绳索都是不可拉伸的，并且杆是不可拉伸和可压缩的，即绳索或杆的长度不会改变，所以解决问题的原理是将物体的实际速度分解成垂直于绳索(杆)和平行于绳索(杆)的两个分量，并且根据沿着绳索(杆)方向的相同的分速度来解决问题。补充：1。曲线运动变速运动(1)曲线运动的条件：一、当组合外力的方向和速度的方向不在同一直线上时当加速度方向和速度方向不在同一直线上时(2)曲线运动的速度方向：沿该点的切线方向2.运动的合成与分解船过河：(2) a、两个方向不在同一直线上的运动是匀速直线运动，其组合运动是匀速直线运动。一个方向是匀速直线运动，另一个方向是匀加速直线运动，它的组合运动是曲线运动。(3)等时性：分裂运动和分裂运动的时间相等，即分裂运动和分裂运动同时发生。独立性：每个子运动相互独立，互不影响。2.平抛运动匀速变曲线运动(1)定律：水平：匀速直线运动垂直：自由落体运动(2)第三，水平投掷运动规律特征(1)水平方向的初始速度(2)它只受重力影响，是一个匀速的速度变化曲线运动，重力加速度为g。运动定律平抛运动可分为水平方向的匀速直线运动和垂直方向的自由落体运动。建立直角坐标系(一般以投掷点为坐标原点o，初速度v0方向为x轴的正方向，垂直向下方向为y轴的正方向)。它由两个独立的运动定律处理。Oxyvermont 美国佛蒙特州邮编区号甲硫膦酸丙胺乙酯小牛肉酵母(1)水平方向：vx=v0x=v0t(2)垂直方向：vy=gt。y=12gt2(3)任何时候的速度：v=vx2vy2tan=vyvx=gt/v0相关公式速度公式水平速度：vx=v0；垂直速度：vy=gt。在时间t，扁平射弹：的速度和方向Vt=，tan=gt/v0(2)位移公式(位置坐标):水平部分位移： x=v0t垂直部分位移：y=gt2/2t时间内闭合位移的大小和方向： l=；tan=由于tan =2 tan ，vt的反向延长线与x轴的交点就是水平位移的中点。(3)轨迹方程：(1)处理平抛运动问题，应把握手抛运动的特点，利用水平方向匀速直线运动定律和垂直方向零初速度匀速直线运动定律，将其分解为两种直线运动。例如：在匀速直线运动的中间时刻的瞬时速度V。(2)任意两个连续相等时间间隔之间的内部位移差T:s-si=s-s=s=aT2(3)第一个1，2，零速度匀速直线运动的n个相等时间间隔：S1:S2:S3:sn=l:4:N2第一，第二，n个相等的时间间隔：s:s:sN=1:3:(2n-l)(2)当扁平物体的落点在水平面上时，物体在空气中运动的时间由自由落体的下落高度H决定，该高度与初始速度v0无关；而物体的水平距离是由高度和初始速度决定的。(3)一个有用的推论速度方向的反向延伸线与初始速度延伸线的交点到平面投掷物体在任何时刻投掷点的距离等于水平位移的一半。V.圆周运动匀速圆周运动1.定义和性质(1)粒子沿圆周运动。如果同时通过的圆弧长度相等，这种运动称为匀速圆周运动，这是一种基本的曲线运动。(2)匀速圆周运动具有以下特点：轨迹是圆形的；(2)线速度和加速度在大小和方向上都是恒定的，因此属于加速度变化的变速曲线运动，匀速圆周运动的角速度是恒定的；(3)匀速圆周运动的条件是颗粒受到大小相同且方向始终垂直于速度方向的组合外力；匀速圆周运动的运动状态反复出现，匀速圆周运动具有周期性。匀速圆周运动的速度1.线速度、角速度、周期和频率(1)线速度V是描述粒子沿圆周运动速度的物理量，并且是矢量；其方向与轨迹相切，国际单位制中的单位符号为米/秒；(2)角速度是一个物理量，它描述了粒子绕圆心旋转的速度，并且是一个矢量。在国际单位制中，单位符号是弧度/秒；(3)周期T是粒子沿圆周运动所用的时间。在国际单位制中，单位符号是S；(4)频率F是粒子在单位时间内完成完整圆周运动的次数。在国际单位制中，单位符号是赫兹。(5)转速n是单位时间内粒子旋转的圈数，单位符号是r/s和r/min。2、速度、角速度、周期和频率之间的关系线速度、角速度、周期和频率从不同角度描述粒子运动的速度。它们之间的关系，即V、T和F之间的关系是：T=1/F，=2 F，V=2 R/T=2 RF= R从上面可以看出，当角速度不变时，线速度与半径成正比。当线速度不变时，角速度与半径成反比。对于由皮带直接驱动的两个车轮(包括链传动和摩擦传动)，两个车轮边缘上各点的线速度相等。同一轴上的所有点(所有车轮围绕同一轴同步旋转)具有相同的角速度(轴上的点除外)。六.向心加速度向心加速度(1)向心力产生向心加速度。它描述了线速度变化的速度，是一个矢量。(2)向心加速度的方向与向心力的方向一致，并且总是沿着半径指向圆心。向心加速度的大小是(3)一般来说，当圆形运动物体上的合力不指向圆心时，它可以沿径向和切线方向正交分解。它沿径向的分力是向心力，只改变速度的方向，而不改变速度的大小；沿切线方向的分力是切向力，它只改变速度而不改变方向(3)根据牛顿运动定律，向心力和向心加速度之间的因果关系是两个方向一致的：它们总是垂直于速度，并沿着半径指向圆心。(4)匀速圆周运动时，作用在物体上的组合外力作为向心力，所以做匀速圆周运动的物体上的组合外力应为：大小不变，方向始终垂直于速度方向。向心力公式(1)从公式a=2r和a=v2/r可以看出，在一定角速度下，质点的向心加速度与半径成正比。当线速度不变时，粒子的向心加速度与其半径成反比。(2)匀速圆周运动的物体上的组合外力全部作为向心力，因此物体上的组合外力大小应恒定，并始终垂直于速度方向；组合外力只改变速度的方向，而不改变速度的大小。根据该公式，如果施加到物体上的组合外力F大于在某一圆形轨道上移动所需的向心力，则物体将移动到半径减小的新圆形轨道上(其中物体的角速度将增加)，因此施加到物体上的组合外力正好等于轨道上所需的向心力，因此物体此时将移动到接近圆心。相反，如果物体上的组合外力小于圆内轨道运动所需的向心力，“向心力不足”，物体的轨道半径将增大，从而逐渐远离圆心。如果合力突然消失，物体将沿切线方向飞出，这就是离心运动。用向心力公式解决实际问题根据公式求解圆周运动的动力学问题时，应作出四个决定：(1)确定圆心和圆轨迹所在的平面；(2)确定向心力的来源；(3)以指向圆心的方向为正，确定参与向心力的各个分量的正负；(4)确定满足牛顿定律的动力学方程。在圆周上运动的物体的向心力和向心加速度之间的关系也遵循牛顿第二定律：当方程被公式化时，根据物体的力分析，由外部提供给物体的组合外力被写在方程的左侧，物体所需的向心力被写在右侧(可以使用各种形式，例如选择)。八、生活中的圆周运动圆周运动的例子1.现实体育中向心力来源的分析(1)向心力是根据力的作用来命名的。只要某个力、某个力的一个分量或几个力的合力能产生只改变物体速度方向而不改变速度大小的效果，这就是向心力。向心力绝对是一种可变的力，它的方向总是在变化。(2)向心力来源于实际施加在物体上的外力。在处理具体问题时，我们必须首先弄清楚物体所受的力是什么，这些力是否有垂直于速度方向的分量，所有垂直于速度方向的分量都有改变速度方向的作用，并将参与形成向心力。2.变速圆周运动中特殊点的相关问题(1)向心力和向心加速度公式也适用于变速圆周运动。当计算一个粒子在变速圆周运动的某一瞬间的向心加速度时，该瞬间的瞬时值必须用于公式中的V(或)。(2)物体在重力和弹性作用下在垂直面内的变速圆周运动通常只研究两种特殊状态，即轨道的最高点和最低点。在这两个位置，重力、弹性和提供向心力的向心加速度都在同一条垂直线上，向心力是弹性和重力的代数和，物体的速度和加速度在这两个位置