高一物理曲線運動知識點總結(jié)

高一物理（期中復(fù)習(xí)）核心知識點、公式總結(jié)高中部：時海飛第五章曲線運動知識點一 曲線運動曲線運動：物體的運動軌跡為曲線的運動叫曲線運動．曲線運動的條件是：質(zhì)點受合外力的方向(或加速度方向)跟它的速度方向不在同一直線上．曲線運動的特點：（1）速度方向一定改變，所以是變速運動，必有加速度．（2）質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度方向是在曲線的這一點的切線方向．（3）質(zhì)點做曲線運動，曲線的彎曲方向定是合外力的方向．（即：在哪邊受力向哪邊彎曲）知識點二運動的合成和分解運動的合成與分解：如果物體同時參與了幾個運動，那么物體實際發(fā)生的運動就叫做那幾個運動的合運動，那幾個運動叫做這個實際運動的分運動．合運動與分運動的關(guān)系：等效性．（2）等時性．（3）獨立性．運動的合成與分解的運算法則：位移、速度、加速度的合成與分解．遵循平行四邊形定則進行合成或分解．合運動與分運動的性質(zhì)和軌跡的關(guān)系兩直線運動的合運動的性質(zhì)和軌跡有各分運動的性質(zhì)及合初速度的方向和大小關(guān)系決定．（1）兩個勻速直線運動的和運動一定是勻速直線運動．（2）一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動的合運動仍然是勻變速運動．（3）當(dāng)二者共線時為勻變速直線運動，不共線時為勻變速曲線運動．兩個勻變速直線運動的合運動一定是變速運動．若合初速度方向與合加速度方向不在一條直線上時，則是曲線運動．兩類典型問題（1）小船過河問題：①最短時間過河：過河時間僅由的垂直于岸的分量決定，即，與v水無關(guān)，所以當(dāng)v船垂直于河岸時，過河所用時間最短，最短時間為．②最短位移過河：過河路程由實際運動軌跡的方向決定，當(dāng)v船>v水時，最短路程為；當(dāng)v船<v水時，最短路程為（2）關(guān)聯(lián)速度問題物體的實際運動速度為合速度，一般將該速度沿繩和垂直于繩兩個方向正交分解．如圖所示，通過不可伸長的繩連在一起．則沿繩方向的分速度大小相等．知識點三平拋運動1．定義：水平拋出的物體只在重力作用下的運動．2．性質(zhì)：加速度為重力加速度的勻變速曲線運動，軌跡是拋物線．平拋運動的速率隨時間變化不是均勻的，但速度隨時間的變化是均勻的，要注意區(qū)分．3．規(guī)律（1）其合運動及在水平方向上、豎直方向上的運動如下表所示：運動特征速度加速度位移水平方向勻速直線運動豎直方向自由落體運動合運動平拋運動方向方向：（3）重要推論①從拋出點開始，任意時刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的兩倍．②拋物線上某點的速度反向延長線與初速度延長線的交點到拋點的距離等于該段平拋水平位移的一半．③在任意兩個相等的內(nèi)，速度矢量的變化量是相等的，即的大小與成正比，方向豎直向下．④平拋運動的時間為，取決于下落的高度，而與初速度大小無關(guān)．水平位移，取決于下落的高度和初速度．知識點四斜拋運動斜拋運動的特點：初速度斜向上或者斜向下，僅受重力作用yVyV0oθvxvyx水平方向——勻速直線運動豎直方向——豎直上拋運動當(dāng)=0時，小球達到最高點，所用時間；小球自最高點自由落下所需時間，與上升到最高點所需時間相等，因此小球飛行時間為．小球能達到的最大高度（h）叫做射高；從拋出點到落地點的水平距離(s)叫做射程知識點五描述圓周運動的物理量線速度：質(zhì)點沿圓周運動的快慢，大小角速度：質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，（）、、、具有如下的換算關(guān)系：，，向心加速度：線速度方向改變的快慢．（1）（2）方向在不停地改變，但總是指向圓心，因此是個變量．（3）與是成正比還是反比，取決于固定不變的量，如：若固定不變，則與成正比；若固定不變，則與成反比．向心力（1）按效果命名，不是性質(zhì)力，可能是單個力，也可能是幾個力的合力共同提供．（2）大?。海?）當(dāng)沿半徑方向的力時，物體做離心運動．知識點六勻速圓周運動特點：線速度大小恒定，角速度、周期、頻率恒定，向心加速度和向心力大小恒定．質(zhì)點做勻速圓周的條件：合外力大小不變，方向始終與速度方向垂直，且指向圓心．勻速圓周運動的向心力做勻速圓周運動的物體的向心力就是物體所受的合外力．（2）4.兩種傳動方式①共軸轉(zhuǎn)動：特點：ωa=ωbTa=TbVa:Vb=Ra:Rb②皮帶、齒輪傳動：Va=VbTa:Tb=Ra:Rbωa:ωb=Rb:Ra

知識點七生活中的圓周運動火車拐彎對內(nèi)外軌均恰無作用力：凸、凹形橋豎直圓內(nèi)圓周運動第六章萬有引力與航天知識點一天體的運動1．人類對天體運動的認識過程托勒密：地心說。哥白尼：日心說．第谷：大量觀測數(shù)據(jù)開普勒：行星運動三大定律2．開普勒三定律①開普勒第一定律：又稱軌道定律，所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上．②開普勒第二定律：又稱面積定律，對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等．③開普勒第三定律：又稱周期定律，所有行星軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相等．用公式表示：，其中比例常數(shù)與行星無關(guān)只與太陽有關(guān)．知識點二萬有引力定律萬有引力定律定律內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們距離的二次方成反比．公式：公式中的叫做引力常量，．物理意義：對于任何物體來說，值都是相同的，它在數(shù)值上等于質(zhì)量為的兩個物體，相距時的相互作用力．3．對萬有引力定律的理解（1）適用條件：①當(dāng)兩個物體間的距離遠遠大于每個物體的尺寸時，物體可以看成質(zhì)點，直接使用萬有引力定律計算．②當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時，它們之間的引力也可直接用公式計算，但式中是指兩球心間距離．③當(dāng)研究物體不能看成質(zhì)點時，可以把物體假想分割成無數(shù)個質(zhì)點，求出兩個物體上每個質(zhì)點與另一物體上所有質(zhì)點的萬有引力，然后求合力．（2）萬有引力的性質(zhì)：①普遍性：②相互性：③一般物體之間雖然存在萬有引力，但是很小，天體與物體之間或天體之間的萬有引力才比較顯著．因此在涉及天體運動時，才考慮萬有引力．知識點三重力、重力加速度與萬有引力的關(guān)系1．地球上的重力和萬有引力的關(guān)系在地球表面上的物體所受的萬有引力可以分解成物體所受的重力和隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運動的向心力，如圖所示，其中，而，（1）當(dāng)物體在赤道上時，、、三力同向，此時達到最大值，重力加速度達到最小值；（2）當(dāng)物體在兩極的極點時，，，此時重力等于萬有引力，重力加速度達到最大值，此最大值為；因為地球自轉(zhuǎn)角速度很小，，所以在一般情況下計算時認為。2．天體表面的重力和重力加速度在質(zhì)量為、半徑為的天體表面上，若忽略天體自轉(zhuǎn)影響，質(zhì)量為的物體的重力加速度可以認為是由萬有引力產(chǎn)生的，則，得：（為天體半徑，為天體質(zhì)量）。由此可得不同星球表面重力加速度的關(guān)系為：3．求某高度處的重力加速度設(shè)離星球表面高度為處的重力加速度為，則，則，重力加速度隨高度的增加而減小。星球表面的重力加速度和某高度處的重力加速度之間的關(guān)系為：知識點四天體質(zhì)量和密度的計算1．天體質(zhì)量的計算（1）已知行星的公轉(zhuǎn)半徑，公轉(zhuǎn)周期，設(shè)行星的質(zhì)量為，中心天體質(zhì)量為．那么由萬有引力定律得：根據(jù)圓周運動規(guī)律，，即，所以．（2）已知天體：半徑和天體表面的重力加速度，根據(jù)得．（3）已知行星繞中心天體做勻速圓周運動的線速度和軌道半徑，根據(jù)，得：．（5）已知行星繞中心天體運行的線速度和周期，根據(jù)和得：．2．天體密度的測定（1）天體質(zhì)量測出后，如果能求出天體的體積，那么天體的密度可以測定，即式中為行星的公轉(zhuǎn)軌道半徑，為中心天體的半徑，為行星的公轉(zhuǎn)周期．若行星為中心天體的近地衛(wèi)星，則，中心天體的密度．（2）天體半徑與天體表面的重力加速度已知時，根據(jù)，求出天體質(zhì)量，則天體密度．3．“星體自轉(zhuǎn)不解體”模型指星球表面上的物體隨星球自轉(zhuǎn)而繞自轉(zhuǎn)軸（某點）做勻速圓周運動，其特點為：①具有與星球自轉(zhuǎn)相同的角速度和周期；②萬有引力除提供物體做勻速圓周運動所需的向心力外，還要產(chǎn)生重力．知識點五圓周運動各物理量與軌道半徑的關(guān)系1.基本方法：將天體運動或衛(wèi)星運動看成勻速圓周運動，向心力由萬有引力提供，因此可以根據(jù)萬有引力定律、牛頓第二定律及向心力公式來求解各類問題．式中為中心天體的質(zhì)量，為環(huán)繞天體的質(zhì)量，和分別表示環(huán)繞天體做圓周運動的向心加速度、線速度、角速度和周期．根據(jù)問題的特點條件，靈活選用的相應(yīng)的公式進行分析求解．2.當(dāng)天體做穩(wěn)定的勻速圓周運動時，天體、、、、、間的關(guān)系如下：口訣：高軌低速大周期知識點六人造衛(wèi)星和宇宙速度1．如圖所示三種軌道中，、軌道經(jīng)過地心，可以存在，而軌道不存在．2．人造衛(wèi)星的運動學(xué)特征（為地球質(zhì)量，為衛(wèi)星軌道半徑）人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動時，由萬有引力提供環(huán)繞地球做圓周運動的向心力，根據(jù)牛頓第二定律：（1）由得，∴越大，越?。?）由得，∴越大，越小．（3）由得，∴越大，越大．取代入有．這是地球衛(wèi)星的最小周期，任何實際衛(wèi)星的周期均大于該值．3．三種宇宙速度（1）第一宇宙速度（環(huán)繞速度）衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大環(huán)繞速度，此值為人造衛(wèi)星在地面附近做勻速圓周運動所必須具有的速度，叫第一宇宙速度．同時它也是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，小于這個速度，不可能發(fā)射衛(wèi)星．求第一宇宙速度有兩種方法：①由，得；②由，得其他星球的第一宇宙速度計算方法同上，為該星球的質(zhì)量，為該星球的半徑，為該星球表面的重力加速度．依據(jù)已知條件，靈活選用計算公式．（2）第二宇宙速度（脫離速度）衛(wèi)星或飛船要想脫離地球的引力束縛，成為繞太陽運動的人造行星或飛到其他行星上去所必需的最小發(fā)射速度，稱為第二宇宙速度，其大小為．（3）第三宇宙速度（逃逸速度）地面上的物體發(fā)射出去，使之最后能脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)射速度，稱為第三宇宙速度，其大小為．（4）地球同步衛(wèi)星是指，位于赤道上方，相對于地面靜止的、運行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等的衛(wèi)星，這種衛(wèi)星主要用于全球通信和轉(zhuǎn)播電視信號．又叫做同步通信衛(wèi)星． 同步衛(wèi)星：概括為“六個一定”．位置一定（必須位于地球赤道的上空） 周期一定高度一定 速率一定向心加速度一定 運行方向一定（自西向東運行）知識點七變軌問題及衛(wèi)星追及問題1．穩(wěn)定運行：衛(wèi)星穩(wěn)定運行時萬有引力提供了衛(wèi)星做圓周運動的向心力。2．變軌運行：當(dāng)衛(wèi)星的速度突然發(fā)生變化時，向心力與萬有引力不再相等，解答這一模型的有關(guān)問題，可根據(jù)圓周運動的向心力供求平衡關(guān)系進行分析求解：PPQ312①若，供求平衡——物體做勻速圓周運動；②若，供不應(yīng)求——物體做離心運動；③若，供過于求——物體做向心運動．知識點八衛(wèi)星及天體相遇問題兩天體（行星、衛(wèi)星或探測器）相遇，實際上是指兩天體相距最近．設(shè)衛(wèi)星（離地球近些）與衛(wèi)星某時刻相距最近，如果經(jīng)過時間，兩衛(wèi)星與地心連線半徑轉(zhuǎn)過的角度相差的整數(shù)倍，則兩衛(wèi)星又相距最近，即；如果經(jīng)過時間，兩衛(wèi)星與地心連線半徑轉(zhuǎn)過的角度相差的奇數(shù)倍，則兩衛(wèi)星相