高二物理：高中物理学业水平考试要点解读(四)思维导图

要点解读四：

第5章 曲线运动

一、曲线运动及其研究

1．曲线运动

（1）性质：是一种变速运动。作曲线运动质点的加速度和所受合力不为零。

（2）条件：当质点所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，质点做曲线运动。

（3）力线、速度线与运动轨迹间的关系：质点的运动轨迹被力线和速度线所夹，且力线在轨迹凹侧，如图所示。

2．运动的合成与分解

（1）法则：平行四边形定则或三角形定则。

（2）合运动与分运动的关系：一是合运动与分运动具有等效性和等时性；二是各分运动具有独立性。

（3）矢量的合成与分解：运动的合成与分解就是要对相关矢量（力、加速度、速度、位移）进行合成与分解，使合矢量与分矢量相互转化。

二、平抛运动规律

1．平抛运动的轨迹是抛物线，轨迹方程为

2．几个物理量的变化规律

（1）加速度

①分加速度：水平方向的加速度为零，竖直方向的加速度为g。

②合加速度：合加速度方向竖直向下，大小为g。因此，平抛运动是匀变速曲线运动。

（2）速度

①分速度：水平方向为匀速直线运动，水平分速度为；竖直方向为匀加速直线运动，竖直分速度为。

②合速度：合速度。，为（合）速度方向与水平方向的夹角。

（3）位移

①分位移：水平方向的位移，竖直方向的位移。

②合位移：物体的合位移，

，为物体的（合）位移与水平方向的夹角。

3. 《研究平抛运动》实验

（1）实验器材：斜槽、白纸、图钉、木板、有孔的卡片、铅笔、小球、刻度尺和重锤线。

（2）主要步骤：安装调整斜槽；调整木板；确定坐标原点；描绘运动轨迹；计算初速度。

（3）注意事项

①实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平；方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触。

②小球必须每次从斜槽上同一位置无初速度滚下，即应在斜槽上固定一个挡板。

③坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，而是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点，应在实验前作出。

④要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由木板左上角到达右下角，这样可以减少测量误差。

⑤要在轨迹上选取距坐标原点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果更精确些。

三、圆周运动的描述

1．运动学描述

（1）描述圆周运动的物理量

①线速度（）：，国际单位为m/s。质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。

②角速度（）：，国际单位为rad/s。

③转速（n）：做匀速圆周运动的物体单位时间所转过的圈数，单位为r/s（或r/min）。

④周期（T）：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间，国际单位为s。

⑤向心加速度： 任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心即与速度方向垂直，这个加速度叫做向心加速度，国际单位为m/s2。

匀速圆周运动是线速度大小、角速度、转速、周期、向心加速度大小不变的圆周运动。

（2）物理量间的相互关系

①线速度和角速度的关系：

②线速度与周期的关系：

③角速度与周期的关系：

④转速与周期的关系：

⑤向心加速度与其它量的关系：

2．动力学描述

（1）向心力：做匀速圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心即与速度方向垂直，这个合力叫做向心力。向心力的效果是改变物体运动的速度方向、产生向心加速度。向心力是一种效果力，可以是某一性质力充当，也可以是某些性质力的合力充当，还可以是某一性质力的分力充当。

（2）向心力的表达式：由牛顿第二定律得向心力表达式为。在速度一定的条件下，物体受到的向心力与半径成反比；在角速度一定的条件下，物体受到的向心力与半径成正比。