2024高考物理回歸課本基礎知識填空51圓周運動-知識點填空含答案

2024高考物理回歸課本基礎知識填空5.1圓周運動一知識點填空

圓周運動一知識點填空

I.線速度

⑴定義：物體做圓周運動通過的與通過這段所用時間的比值，v=羋o

（2）意義：描述物體沿圓周運動的快慢。

（3）方向：線速度是矢星，方向與圓弧,與半徑o

（4）勻速圓周運動

①定義：沿著圓周運動，并且線速度大小的運動。

②性質(zhì)：線速度的方向是時刻的，所以是一種運動。

2.角速度

（1）定義：連接物體與圓心的半徑轉過的與轉過這一所用時間的比值，

△6

CD---o

N

（2）意義：描述物體繞圓心的快慢。

（3）單位

①角的單位：國際單位制中，與的比值表示角的大小，即竺，其

r

單位稱為弧度，符號：O

②角速度的單位：弧度每秒，符號是rad/s或rad.sL

3.周期和轉速

（1）周期?。鹤鰟蛩賵A底運動的物體轉過一周所用的，單位：。

（2）轉速〃：單位時間內(nèi)轉過的,單位：或o

（3）周期和轉速的關系：7=1（〃的單位為海）。

4.線速度與角速度的關系

（1）在圓周運動中，線速度的大小等于與的乘積。

（2）公式：v=o

5.向心力

（1）定義：做勻速圓周運動的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它受到了，這個合力

叫做向心力。

（2）方I可：始終沿著指I可o

（3）表達式:

2

①「=in-

i'

②a二。

（4）向心力是根據(jù)力的來命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì),

都是向心力。

6.變速圓周運動和一般的曲線運動

（1）變速圓周運動的合力：變速圓周運動的合力產(chǎn)生兩個方向的效果，如圖所示。

①跟圓周相切的分力R：產(chǎn)生加速度，此加速度描述線速度變化的快慢。

②指向圓心的分力Fn：產(chǎn)生________加速度，此加速度描述線速度__________改變的快慢。

（2）一般的曲線運動的史理方法

①一般的曲線運動：運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動。

②處理方法：可以把曲線分割成許多很短的小段，每一小段可看做一小段圓弧。研究質(zhì)點在

這一小段的運動時，可以采用圓周運動的分析方法進行處理。

7.向心加速度的方向

（1）向心加速度的定義：任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向，這個加速度叫

做向心加速度。

（2）向心加速度的作用：向心加速度的方向總是與速度方向垂直，故向心加速度只改變速

度的方向，對速度的大小無影響。

8.向心加速度的大小

（1）向心加速度公式

①基本公式L=。

r

②拓展公式〃〃二上-.尸3丫。

T2

（2）向心加速度的公式既適用于勻速圓周運動，也適用于非勻速圓周運動。

9.火車轉彎

（1）火車在彎道上的運均特點

火車在彎道上運動時做圓周運動，具有向心加速度，由于其質(zhì)量太大，因此需要很大的向心

力。

（2）轉彎處內(nèi)外軌一樣高的缺點

如果轉彎處內(nèi)外軌一樣高，則由對輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易

受損。

（3）鐵路彎道的特點

①轉彎處略高于。

②鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的o

③鐵軌對火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的,它提供了火車以規(guī)定

速度行駐時的

10.拱形橋

汽車過凸形橋汽車過網(wǎng)形橋

匹尸N

受力

------

分析

1mgmg

向心

V2

"r=________=m—Fn=________=in—

力rr

對橋

v2v2

的壓入=〃?"+/〃一

rr

力

汽車對橋的壓力小于汽車的重力，而且汽車對橋的壓力大于汽車的重力，而且

結論

汽車速度越大，對橋的壓力越小汽車速度越大，對橋的壓力越大

11.航天器中的失重現(xiàn)象

參考答案：

1.弧長弧長相切垂直處處用等變化變速

【詳解】(1)口][2]線速度是指物體做圓周運動通過的弧長與通過這段弧長所用時間的比值。

(3)[3][4]線速度是矢量，其方向為圓弧的切線方向，與半徑垂直。

(4)[5]勻速圓周運動即物體沿著圓周運動，并且線速度大小處處相等的運動。

[6][7]線速度的方向是時刻變化的，所以是一種變速運動。

2.角度角度轉動弧長半徑rad

【詳略

3.時間秒(s)圈數(shù)轉每秒(r/s'轉每分(r/min)

【詳解】(1)周期是物體做圓周運動轉過一周所用的時間，常用單位為秒(s)；

(2)[3][4][5]轉速是形容物體單位時間內(nèi)轉過的圈數(shù)，常用單位有轉每秒(r/s)、轉每分

(r/min)p

4.角速度的大小半徑(or

【詳解】略

5.指向圓心的合力半徑圓心nuor作用效果

【詳解】(1)[1]向心力定義：做勻速圓周運動的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它受到了指

向圓心的合力，這個合力叫做向心力。

(2)⑵[3]向心力方向:始終沿著半徑指向圓心。

(3)②⑷向心力表達式為

2

Fn-m(or

(4)[5]向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性

質(zhì)，都是向心力。

6.切向大小向心方向

【詳解】變速圓周運動是種曲線運動，受到合外力的作用?？梢詫⒑贤饬Ψ纸鉃榕c圓周相

切的分力(與線速度在同一直線上)以及指向圓心的分力(與線速度垂直)。

川跟圓周相切的分力產(chǎn)生切向加速度。

⑵切向加速度與線速度在同一直線上，可以改變線速度的大小，不改變線速度的方向，所

以描述的是線速度大小變化的快慢。

[3]指向圓心的分力產(chǎn)生向心加速度。

[4]向心加速度與線速度垂直，不改變線速度的大小，只改變線速度的方向，所以描述的是

線速度方向變化的快慢。

7.圓心

【詳解】[1]任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向圓心，這個加速度叫做向心加速度。

8.32r

【詳解】根據(jù)丫=“結合?！?匕可知

r

4〃=C02r

9.外軌外軌內(nèi)軌內(nèi)側圓心向心力

【詳解】（2）[1]如果轉彎處內(nèi)外軌一樣高，水平方向指向圓心的力只能是外軌對輪緣的彈

力提供向心力。

（3）⑵⑶鐵路彎道，要求外軌略高于內(nèi)軌;

|4][5][6]軌道對火車的支持力斜向彎道的內(nèi)側，和重力的合力水平指向圓心，提供火車以規(guī)

定速度行駛時的向心力。

10.mg-FsFN-mg

【詳解】[1]汽車過凸形橋時合力的方向向下，即

2

"?g一吊=，〃一

r

故

v2

F=mg-m—

Nr

[21汽車過凹形橋時合力的方向向上，即

?

LV

F-mg=m—

Kr

故

LV

F=mg+m—

Kr

11.完全失重

【詳解】（2）[”完全失重狀態(tài)：當口向時，座艙對宇航員的支持力F、=0,宇航員處于完

全失重狀態(tài)。

12.逐漸遠離消失所需的向心力脫水筒限速行駛

【詳解】（1）[1]離心運動定義：做圓周運動的物體沿切線飛出或做逐漸遠離圓心的運動。

（2）[2]⑶離心運動原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力。

（3）①[4]離心運動的應川：離心干燥器；洗衣機的脫水筒；離心制管技術。

②⑸離心運動的防止：汽車在公路轉彎處必須限速行駛：轉動的砂輪、飛輪的轉速不能太

高。

萬有引力與航天一知識點填空

1.地心說和日心說

（1）地心說

①_________是宇宙的中心，是靜止不動的；

②太陽、月亮以及其他行星都繞運動；

③地心說的代表人物是古希臘科學家。

（2）日心說

①_________星宇宙的中心，是靜止不動的，所有行星都繞太陽做：

②日心說的代表人物是o

（3）局限性

古人都把天體的運動看得很神圣，認為天體的運動必然是最完美、最和諧的運動，

但德國天文學家開普勒通過計算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學家第谷的觀測數(shù)據(jù)不符。

（4）發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律的天文學家是o

2.開普勒定律

（1）第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是一，太陽處在0

（2）第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的o

（3）第三定律：所有行星軌道的跟它的的比都相等。其表達式為，=2.其

中〃是橢圓軌道的半長軸，T是公轉周期，女是一個對所有行星—的常量。

3.行星運動的近似處理

（1）行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在。

（2）行星繞太陽做運動。

（3）所有行星的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等，即，

4.行星與太陽間的引力

（1）太陽對行星的引力：太陽對行星的引力，與行星的質(zhì)量成,與行星和太陽間距

離的二次方成_，即產(chǎn)工,。

（2）行星對太陽的引力：在引力的存在與性質(zhì)上，太陽與行星的地位完全相當，因此行星

對太陽的引力和太陽對行星的引力規(guī)律相同，即尸0C萼。

r

（3）太陽與行星間的引力：根據(jù)牛頓第三定律金尸，所以有尸工誓竺，寫成等式就是

r~

F=G—^~.

r

5.月一地檢驗

（1）猜想：維持月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力是同一種力，同樣遵從“"

的規(guī)律。

（2）推理：根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運動時的加速度大約是它在地面附近下

落時的加速度的上。

6（）

（3）結論：地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從

（填“相同”或“不同”）的規(guī)律。

6.萬有引力定律

（1）內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的,引力的大小

與物體的成正比、與它們之間成反比。

（2）表達式：F=G瞥。

r

（3）引力常量G：由英國物理學家卡文迪許測量得出，常取G=N?m2/kg2°

7.計算天體的質(zhì)量。

（1）地球的質(zhì)量

①思路：地球表面的物體，若不考慮地球自轉的影響，物體的重力等于

②關系式：切g=G等

R-

③結果：M=區(qū),只要知道g、R、G的值，就可計算出地球的質(zhì)量。

G

（2）太陽的質(zhì)量

①思路：質(zhì)量為小的行星繞太陽做勻速圓周運動時,充當向心力。

②關系式：啖年

43

③結論：M,只要知道引力常量G、行星繞太陽運動的周期丁和軌道半徑r就可以

GT2

計算出太陽的質(zhì)量。

④推廣：若已知引力常量G、衛(wèi)星繞行星運動的周期丁和衛(wèi)星與行星之間的距離〃可計算

出行星的質(zhì)量

8.發(fā)現(xiàn)未知天體

（1）海王星的發(fā)現(xiàn)：英國劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文學家勒維耶根據(jù)天王星

的觀測資料，利用萬有引力定律計算出天王星外“新”行星的軌道。1846年9月23日，德國

的伽勒在勒維耶預言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星一。

（2）其他天體的發(fā)現(xiàn)：近100年來，人們在海王星的軌道之外又發(fā)現(xiàn)了冥王星、閱神星等

幾個較大的天體。

9.人造衛(wèi)星

（1）牛頓的設想

如圖所示，杷物體水平拋出，如果速度,物體就不再落回地面,它將繞地球運動.成

為_____

物體繞地球的運動可視為____運動，萬有引力提供物體運動所需的向心力，所以

cMmv2*曰

G——=tn—?可得u=.---°

r-rVr

10.宇宙速度

數(shù)值意義

第一宇宙速度物體在________繞地球做勻速圓周運動的速度

km/s

11.2

第二宇宙速度使物體克服地球引力，永遠離開地球的最小地面發(fā)射速度

km/s

第三宇宙速度16.7使物體掙脫太陽引力束縛，飛到太陽系外的最小地面發(fā)射速度

km/s

II.從低速到高速

（1）所謂高速，就是指運動速度接近真空中的光速。

（2）在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不隨運動狀態(tài)改變的，而狹義相對論指出，質(zhì)量要隨著

物體運動速度的增大而即

（3）經(jīng)典力學只適用于運動，不適用于運動。

12.從宏觀世界到微觀世界

（1）宏觀世界粒子的運劭特點

粒子具有確定的運動軌跡，根據(jù)質(zhì)點的運動規(guī)律，應用可以準確地預測質(zhì)點在某

時刻的位置。

（2）微觀粒子的運動特點

就單個粒子來說，運動沒有確定的運動軌跡，微觀粒子既有粒子性，又有,一

能夠很好地描述微觀粒子運動的規(guī)律。

（3）經(jīng)典力學只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。

13.從弱引力到強引力：

（1）經(jīng)典力學與行星軌道的矛盾

按牛頓的萬有引力定律推算，行星應該沿著一些橢圓或圓做周期性運動，而實際的天文觀測

表明，行星的軌道并不是聲格閉合的，它們的近口點在不斷地旋進，如水星的運動。

實際觀測到的水星的運動情況與愛因斯坦____的計算結果吻合得很好。

（2）經(jīng)典力學只適用于弱引力，而不適用于

參考答案：

1.地球地球托勒密太陽勻速圓周運動哥白尼勻速圓

周開普勒

【詳解】（1）地心說

①川地球是宇宙的中心，是靜止不動的；

②⑵太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動；

③⑶地心說的代表人物是古希臘科學家是托勒密。

（2）日心說

①⑷太陽是宇宙的中心，是靜止不動的，所有行星都繞太陽做勻速圓周運動；

②［5］口心說的代表人物是哥白尼。

（3）局限性

⑹古人都把天體的運動看得很神圣，認為天體的運動必然是最完美、最和諧的勻速圓周運

動，但德國天文學家開普勒通過計算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學家第谷的觀測數(shù)據(jù)不符。

（4）［7］發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律的天文學家是開普勒。

2.橢圓橢圓的一個焦點上面積相等半長軸的三次方公轉周期的

二次方都相同

【詳解】略

3.圓心勻速圓周軌道半徑

【詳解】（1）⑴行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心位置。

（2）［2］行星繞太陽做勻速圓周運動。

（3）［3］根據(jù)開普勒第三定律，所有行星軌道半徑的三次方與它公轉周期的平方的比值都相

等，即

4.正比反比

【詳略

5.平方反比相同

【詳解】（1）口］假設維持月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力是同一種力，則兩個力

均應遵從與距離平方成反比的規(guī)律。

（3）［2］通過地一月檢驗，表明地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力是同一種力，

從而推廣到太陽、行星間的引力也遵從相同的規(guī)律。

6.連線上質(zhì)量〃"和/〃2的乘積距離廠的二次方6.67X10-"

【詳解】（I）［引內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線

上，引力的大小與物體的質(zhì)量"〃和5