高中物理圓周運動知識點總結

　　高中物理教學中，圓周運動問題既是一個重點，又是一個難點。下面學習啦小編給大家?guī)砀咧形锢韴A周運動知識點，希望對你有幫助。

　　高中物理圓周運動知識點

　　1.圓周運動：質(zhì)點的運動軌跡是圓周的運動。

　　2.勻速圓周運動：質(zhì)點的軌跡是圓周，在相等的時間內(nèi)，通過的弧長相等，質(zhì)點所作的運動是勻速率圓周運動。

　　3.描述勻速圓周運動的物理量

　　(1)周期(T)：質(zhì)點完成一次圓周運動所用的時間為周期。

　　頻率(f)：1s鐘完成圓周運動的次數(shù)。f=

　　(2)線速度(v)：線速度就是瞬間速度。做勻速圓周運動的質(zhì)點，其線速度的大小不變，方向卻時刻改變，勻速圓周運動是一個變速運動。

　　由瞬時速度的定義式v=,當Δt趨近于0時，Δs與所對應的弧長(Δl)基本重合，所以v=，在勻速圓周運動中，由于相等的時間內(nèi)通過的弧長相等，那么很小一段的弧長與通過這段弧長所用時間的比值是相等的，所以，其線速度大小v=(其中R是運動物體的軌道半徑，T為周期)

　　(3)角速度(ω)：作勻速圓周運動的質(zhì)點與圓心的連線所掃過的角度與所用時間的比值。ω==，由此式可知勻速圓周運動是角速度不變的運動。

　　4.豎直面內(nèi)的圓周運動(非勻速圓周運動)

　　(1)輕繩的一端固定，另一端連著一個小球(活小物塊)，小球在豎直面內(nèi)作圓周運動，或者是一個豎直的圓形軌跡，一個小球(或小物塊)在其內(nèi)壁上作豎直面的圓周運動，然后進行計算分析，結論如下：

　?、傩∏蛉粼趫A周上，且速度為零，只能是在水平直徑兩個端點以下部分的各點，小球要到達豎直圓周水平直徑以上各點，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直圓周的最低點沿圓周向上運動的過程中，速度不斷減小(重力沿運動方向的分量與速度方向是相反的，使小球的速度減小)，而小球要到達最高點，則必須在最低點具有足夠大的速度才能到達最高點，否則小球就會在圓周上的某一點(這一點一定在水平直徑以上)繩子的拉力為零時，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)圓周運動，雖然物體從最低點沿圓周向最高點運動的過程中，速度越來越小，由于物體可以受到桿的拉力和壓力(或圓管對它的向內(nèi)或向外的作用力)，所以，物體在圓周上的任意一點的速度均可為零。

　　(3)物體在豎直的圓周的外壁運動，此種運動的關鍵是要區(qū)別做圓周運動和平拋運動的條件，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，軌道對物體沒有作用力，但物體又在軌道上，該點是物體在圓周上的臨界點。若物體在最高點時，mg=,v0=,當v­≥v0，物體在最高點處將作平拋運動，當v

　　擴展

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

　　質(zhì)點在圓軌道外圓時，最高點處是作平拋運動還是圓周運動，質(zhì)點與軌道之間的作用力為零對應的速度是臨界速度，這個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)點的速度小于這個速度，受軌道的支持力，大于這個速度，質(zhì)點作平拋運動。

　　生活中的圓周運動

　　實例分析一

　　火車是目前長距離運輸中重要的交通工具，近年來建設鐵路新干線較多，鐵軌是比較平直的，在轉彎處，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，若是平直的軌道轉彎，只有依靠軌道與輪緣間側向彈力使火車轉彎，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，使火車轉彎時的向心力不是由輪緣和軌道間側向彈力提供，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，對軌道的影響小，有什么辦法可以達到此目的呢?

　　在牛頓運動定律中，放在光滑斜面上的物體，當斜面以一定加速度作水平運動時，物體可以相對斜面靜止，這時斜面的彈力與物體的重力的合力沿水平方向提供加速運動所需要的力(也可以認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)從這個例子中，我們能得到的啟示是火車轉彎時將軌道平面傾斜。

　　在設計轉彎的軌道時，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，火車的車輪的輪緣與鐵軌的側向無壓力。

　　火車轉彎時，當火車的速度v>v0時，即重力和軌道的支持力的合力不足以提供向心力，需要外軌對外輪的輪緣一個向內(nèi)的側壓力，補充不充足的向心力;當火車速度v0

　　實例分析二

　　汽車在水平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大，僅靠靜摩擦力提供向心力是不行的，所以，在轉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，就對應的速度如火車轉彎是一樣的，對應原速度v0=。

　　當汽車的速度v0≠，路面再施加靜摩擦力來作補充。

點擊下一頁分享更多高中物理圓周運動知識點