高考物理知識點：曲線運動、萬有引力

2016-02-23 12:08:11中國教育在線

　　1.曲線運動

　　(1)物體作曲線運動的條件：運動質(zhì)點所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直線(2)曲線運動的特點：質(zhì)點在某一點的速度方向，就是通過該點的曲線的切線方向。質(zhì)點的速度方向時刻在改變，所以曲線運動一定是變速運動。

　　(3)曲線運動的軌跡：做曲線運動的物體，其軌跡向合外力所指一方彎曲，若已知物體的運動軌跡，可判斷出物體所受合外力的大致方向，如平拋運動的軌跡向下彎曲，圓周運動的軌跡總向圓心彎曲等。

　　2.運動的合成與分解

　　(1)合運動與分運動的關(guān)系：①等時性;②獨立性;③等效性。

　　(2)運動的合成與分解的法則：平行四邊形定則。

　　(3)分解原則：根據(jù)運動的實際效果分解，物體的實際運動為合運動。

　　★★★3.平拋運動

　　(1)特點：①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動。

　　(2)運動規(guī)律：平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。

　　①建立直角坐標(biāo)系(一般以拋出點為坐標(biāo)原點O，以初速度vo方向為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向);

　　②由兩個分運動規(guī)律來處理(如右圖)。

　　4.圓周運動

　　(1)描述圓周運動的物理量

　　①線速度：描述質(zhì)點做圓周運動的快慢，大小v=s/t(s是t時間內(nèi)通過弧長)，方向為質(zhì)點在圓弧某點的線速度方向沿圓弧該點的切線方向

　　②角速度：描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，大小ω=φ/t(單位rad/s)，φ是連接質(zhì)點和圓心的半徑在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。其方向在中學(xué)階段不研究。

　　③周期T，頻率f---------

　　做圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期。

　　做圓周運動的物體單位時間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率。

　　⑥向心力：總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大小。大小

　　[注意]向心力是根據(jù)力的效果命名的。在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時，千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力。

　　(2)勻速圓周運動：線速度的大小恒定，角速度、周期和頻率都是恒定不變的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的，是速度大小不變而速度方向時刻在變的變速曲線運動。

　　(3)變速圓周運動：速度大小方向都發(fā)生變化，不僅存在著向心加速度(改變速度的方向)，而且還存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向，用來改變速度的大小)。一般而言，合加速度方向不指向圓心，合力不一定等于向心力。合外力在指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力，產(chǎn)生向心加速度;合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度。

　　①如右上圖情景中，小球恰能過最高點的條件是v≥v臨　v臨由重力提供向心力得v臨

②如右下圖情景中，小球恰能過最高點的條件是v≥0。

　　★5.萬有引力定律

　　(1)萬有引力定律：宇宙間的一切物體都是互相吸引的。兩個物體間的引力的大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。

　　公式：

　　(2)★★★應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運動

　　①基本方法：把天體的運動看成是勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力提供。即F引=F向得：

　　應(yīng)用時可根據(jù)實際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計算。②天體質(zhì)量M、密度ρ的估算：

　　(3)三種宇宙速度

　　①第一宇宙速度：v1=7.9km/s，它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度。

　　②第二宇宙速度(脫離速度)：v2=11.2km/s，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。

　　③第三宇宙速度(逃逸速度)：v3=16.7km/s，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。

　　(4)地球同步衛(wèi)星

　　所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止的，這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上，且繞地球運動的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，即T=24h=86400s，離地面高度

　　同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道平面內(nèi)，并且只有一條。所有同步衛(wèi)星都在這條軌道上，以大小相同的線速度，角速度和周期運行著。

　　(5)衛(wèi)星的超重和失重

　　“超重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道的加速上升過程和回收時的減速下降過程，此情景與“升降機(jī)”中物體超重相同。“失重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道后正常運轉(zhuǎn)時，衛(wèi)星上的物體完全“失重”(因為重力提供向心力)，此時，在衛(wèi)星上的儀器，凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能正常使用。