在高中物理教學中,圓周運動問題既是一個重點,也是一個難點。 下面,學啦小編就為大家帶來高中物理中圓周運動的知識點。 希望對您有所幫助。
高中物理圓周運動知識點
1、圓周運動:質點的運動軌跡為圓周運動。
2、勻速圓周運動:質點的運動軌跡是圓。 在相同的時間內,經過的弧長相等,質點的運動為勻速圓周運動。
3.描述勻速圓周運動的物理量
(1)周期(T):質點完成圓周運動所需要的時間就是周期。
頻率(f):1秒內完成圓周運動的次數。 f=
(2)線速度(v):線速度是瞬時速度。 當質點做勻速圓周運動時,其線速度保持不變,但方向始終在變化。 勻速圓周運動是變速運動。
根據瞬時速度v=的定義,當Δt趨近于0時,Δs與對應的弧長(Δl)基本重合,所以v=,勻速圓周運動中,相等時間內經過的弧長相等,則一個很小的弧長與通過這個弧長所花費的時間相等,所以它的線速度v=(其中R是運動物體的軌道半徑,T是周期)
(3)角速度(ω):質點做勻速圓周運動時與圓心的連線掃過的角度與所用時間的比值。 ω==,從這個公式我們可以看出,勻速圓周運動是角速度恒定的運動。
4、垂直平面內的圓周運動(非勻速圓周運動)
(1)燈繩一端固定,另一端連接小球(活體小物體)。 小球在垂直平面內做圓周運動,或作垂直圓周軌跡。 一個小球(或小物體)在其內壁上做垂直圓周運動,然后進行計算分析。 結論如下:
① 如果球在圓周上且速度為零,則只能位于水平直徑兩個端點以下的點。 如果球要到達垂直圓水平直徑以上的點,其速度至少必須滿足指向圓心的重力方向。 的重量提供向心力
② 當球在垂直圓最低點沿圓周向上運動時,其速度不斷減小(重力沿運動方向的分力與速度方向相反,導致球的速度減小),并且球要到達最高點,你必須在最低點有足夠的速度才能到達最高點,否則球會在圓周上的某一點(該點必須在水平直徑之上)。 當繩子的張力為零時,球將脫離圓形軌道。
(2)物體在桿或圓管的圓周軌道上作垂直面內圓周運動。 雖然物體沿著圓周從最低點移動到最高點,但速度變得越來越小,因為物體會受到桿的拉力和壓力(或圓管向內或向外的力)上),因此,物體在圓周上任意一點的速度都可以為零。
(3)物體在垂直圓周的外壁上運動。 這種運動的關鍵是區分圓周運動和平面運動的條件。 它們的臨界狀態是物體沿半徑方向的重力分量提供向心力。 此時,軌道上的物體沒有受力,但物體在軌道上。 該點是物體在圓上的臨界點。 若物體處于最高點,mg=,v0=,當v≥v0時,物體將在最高點做水平投擲運動,當v
擴張
垂直平面內的圓周運動只需要討論和分析最高點和最低點。 由于最高點的向心加速度垂直向下,因此粒子始終處于失重狀態; 最低點的向心加速度垂直向上,粒子始終處于失重狀態。 它處于超重狀態。 從這個角度來說,可以更直觀地理解在垂直平面內做圓周運動的質點所受的應力。
當質點在圓形軌道的外圓上時,無論是做平運動還是在最高點做圓周運動,質點與軌道之間的力所對應的速度為零,即為臨界速度。 這個臨界速度就是圓周上的向心加速度等于重力。 加速度,粒子的速度小于這個速度,受到軌道的支撐。 如果大于這個速度,粒子就會平坦地運動。
生活中的圓周運動
實例分析一
火車是目前長途運輸的重要交通工具。 近年來,修建了多條鐵路新干線。 導軌相對較直。 轉彎時,列車只能依靠與其接觸的鋼軌提供的向心力。 工字鋼軌固定在水泥基礎上。 火車的兩個車輪都有輪輞。 突出的輪圈一般起到定位的作用。 如果直線軌道轉彎,列車只能依靠軌道與輪緣之間的側向彈力才能轉彎。 因為火車速度大,質量大,需要的向心力大。 因此輪緣與鋼軌之間的彈性變形也較大,使鋼軌容易損壞。 火車轉彎時的向心力不是由輪緣和軌道之間的側面引起的。 它由車輪與履帶之間的正彈力提供。 車輪與履帶正接觸面積大,對履帶影響小。 有什么辦法可以實現這個目標嗎?
在牛頓運動定律中,當放置在光滑斜面上的物體以一定的加速度水平運動時,該物體可以相對于斜面靜止。 此時,斜面彈力與物體重力的合力提供了水平方向所需的加速度。 力(也可以認為斜面彈力的垂直分量與物體的重力平衡,水平分量提供物體加速所需的力)。 從這個例子中,我們可以得到的啟發是,火車轉彎時,軌道面是傾斜的。
設計轉彎軌道時,如果將外軌抬高,使軌道平面與水平面成α角,則正壓力垂直于軌道平面。 正壓力的垂直分量必須與重力平衡,正壓力的水平分量必須與重力平衡。 提供向心力,則
mgtanα=mv0=
當火車以速度v0=行駛時,火車輪緣和鋼軌兩側沒有壓力。
列車轉彎時,當列車速度v>v0時,即重力與軌道支撐力的合力不足以提供向心力,外軌需要對輪緣施加向內的橫向壓力外輪補充向心力不足; 當列車速度v0
實例分析二
汽車在平坦路面上轉彎時,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高,僅靠靜摩擦力無法提供向心力。 因此,轉彎時路面是傾斜的(傾斜角α),如果汽車依靠重力和路面支撐的合力提供向心力,則對應的速度與火車轉彎時相同,對應于原來的速度。速度v0=.
當汽車速度v0≠時,路面增加靜摩擦力來補充。
高中物理圓周運動知識點總結
案例三
在雜技表演中,我們看到演員把一個小水桶裝滿水,然后用一根約1米長的繩子綁住水桶,使水桶在垂直平面內做圓周運動。 桶里的水不流出,桶里的水到最高點時不留在外面是什么原因? 如果水桶無法到達圓周的最高點,而是在圓周上的某一點離開圓周,水會流出來嗎? ?
當水桶處于最高點時,水受到重力提供的向心力,水不會流出。 當繩子的張力變為零后,水桶和水一起做拋射運動。 它們的速度和加速度是相同的。 它們相對靜止,水不會從桶中流出。 只要雜技演員扔水桶,水就不會離開水桶。 我們一般都是倒水。 如果將盛水的容器與水一起扔掉,水就不會離開容器在空氣中。 同理,鏟斗在最高點是靜止的。 當水桶倒過來時,水就會流出來。 當水和桶一起翻轉時,它們移動到最高點。 重力提供加速度。 它們相對靜止,沒有相位或相互作用。
案例四
汽車過路問題
(1)汽車通過拱橋時,可視為圓周運動。 在最高點時,橋對汽車的支撐力為:
F=G-
又由于汽車對橋的壓力和橋對汽車的支撐力是一對作用力和反作用力,且大小相等,所以壓力也為:
F=G-
通過上面的分析,我們不難看出:
(2)汽車通過凹橋時,也可以看作圓周運動。 在最低點時,橋梁對汽車的支撐力為:
F=G+
又由于汽車對橋的壓力和橋對汽車的支撐力是一對作用力和反作用力,且大小相等,所以壓力也為:
F=G+
通過以上分析,我們得出以下結論:
案例五
這架飛機正在進行巡邏,并以勻速圓周運動水平盤旋在城市上空。 可以看到,飛機的機身是傾斜的。 為什么?
當飛機做水平勻速圓周運動時,機身傾斜,空氣作用在機身上的合力垂直于機身。 因此,空氣對機身的合力和重力提供向心力,所以機身傾斜。
案例六
錐擺問題
“旋轉擺動”中電纜與中心軸的角度與哪些因素有關? 當不同體重的人坐在秋千上旋轉時,繩索與中心軸的角度是否相同?
“旋轉擺動”的運動已被簡化,可以看作以下物理模型:質量為 m 的小球系在一條長度為 l 的細線下,將球拉離垂直位置高中物理大圓,使得懸浮線與垂直方向形成角度α,給予球初速度,使球在水平面內做圓周運動,懸浮液旋轉形成圓錐面。 這種裝置稱為圓錐擺。
通過對小球的受力分析,繩索與中心軸的夾角與“旋轉擺動”的角速度和繩索的長度有關,而與乘坐者的體重無關它。 當繩索長度一定時,繩索的角速度越大,與中心軸的夾角也越大。
案例研究七
飛船失重:有人說,飛船失重的原因是距離地球太遠,從而逃脫了地球引力。 這是錯誤的。 正是因為地球引力的存在,航天器和其他乘員才有可能繞地球做圓周運動。 這里的分析僅針對圓形軌道。 事實上,任何發動機關閉且沒有阻力的飛機內部都是完全失重的環境。
如何學好高中物理
首先,我們要真正理解每一個知識點。
理解的標準是你能夠對每個概念和規律回答諸如“什么”、“如何”和“為什么”等問題; 對于一些相似的、容易混淆的知識,一定要能說出它們的聯系和本質區別; 能夠運用學到的概念和規律進行分析,解決一些具體的物理問題。 為了理解,學生必須做到以下三件事:仔細閱讀課本; 仔細聽; 并理論聯系實際。 課本知識是對前人經驗的高度概括和總結。 它準確而簡潔。 不是隨便讀就能理解的。 必須一遍又一遍地閱讀和思考。 通過課前閱讀,了解知識點、難點、疑點,以便上課時有目的地聽。 ,提高學習效率。 課堂上,老師的講解一般比課本上的更具體、更詳細。 仔細聽。 一方面可以更好地掌握知識的來龍去脈,加深理解。 另一方面,也要注意學習老師分析問題、解決問題的思路和方法,提高自己的思維能力。 另外,注重實驗,理論聯系實際也能提高學習效果。 發揮作用的重要途徑之一。 這是因為物理知識是從生產、生活和科學實驗中總結和概括的,是一門實驗性很強的學科。 將理論知識與實踐聯系起來,不僅可以提高動手能力,而且可以加深對所學知識的印象,加深理解,鞏固記憶。
其次,學習物理學,必須掌握物理學獨特的思維方式。
中學的物理定律不多,但物理現象和過程卻千變萬化。 僅僅掌握基本概念和規律是不夠的,還必須掌握科學的思維方式。 如假設法、理想化法、等價代入法、孤立法和整體法、獨立作用原理和疊加綜合原理等。只有掌握科學的思維方法,才能提高我們的推理能力、分析綜合能力、分解能力復雜的問題化繁為簡,靈活運用所學??知識解決物理問題。
第三,實時復習、鞏固所學知識。
對于課堂上剛學到的新知識,課后一定要復習它的介紹、分析、總結、結論、應用等,并與大腦中已經存在的類似舊知識進行比較,看看是否有差異。 矛盾,否則說明我們還沒有真正理解。 這個時候,你需要重新思考,重新閱讀、學習。 在理解所學知識的基礎上,立即完成作業。 有余力的學生還可以做一些課外練習,檢驗自己掌握的知識的準確性高中物理大圓,鞏固所學的知識。
第四,適量閱讀課外書籍,豐富知識,開闊視野。
實踐表明,物理成績優秀的學生都閱讀了大量的課外書。 這是因為不同的書、不同的作者會從不同的角度以不同的方式解釋問題。 讀者可以從各個方面加深對物理概念和規律的理解,學到許多巧妙、簡單的解題思路和方法。 。 我在這方面有親身經歷。 當我獲得更多的知識時,我的想法自然會變得生動起來。
您可能感興趣:
1、圓周運動知識點總結2、高中物理必修課
2.高中物理向心加速度知識點總結
3.整理高一物理曲線運動知識點
4、2017年高中物理曲線運動知識點總結
五、2017年高中物理考試知識點匯總
6、高中物理必修課二向心力知識點總結