第三章 圆周运动 知识点总结 -2023-2024学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

新教材 鲁科版2019版 物理必修第二册 第3章知识点清单 目录 第3章　圆周运动 第1节　匀速圆周运动快慢的描述 第2节　科学探究_ 向心力 第3节　离心现象 2 / 2 第3章　圆周运动 第1节　匀速圆周运动快慢的描述 一、匀速圆周运动 1. 定义：在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动称为匀速圆周运动。 2. 性质及特点 (1)匀速圆周运动线速度大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动。 (2)匀速圆周运动角速度不变，周期、频率、转速都不变。 二、描述匀速圆周运动的物理量 1. 描述匀速圆周运动物理量的对比 线速度(v) 角速度(ω) 周期(T) 频率(f) 转速(n) 定义 做匀速圆周运动的物体通过的弧长s与所用时间t的比值 做匀速圆周运动的物体，半径转过的角度φ与所用时间t的比值 做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间 在一段时间内，运动重复的次数与这段时间的比值 物体一段时间内转过的圈数与这段时间之比 大小 v= ω= T== f= n=f= 单位 m/s rad/s s Hz r/s 标矢性 矢量，方向沿圆周的切线方向 矢量(其方向中学阶段不研究) 标量 标量 标量 2. 描述匀速圆周运动物理量间的关系   3. 对描述匀速圆周运动的物理量之间关系的理解 (1)对角速度、周期、转速之间关系的理解： 物体做匀速圆周运动时，由ω==2πn知，角速度、周期、转速三个物理量，只要其中一个物理量确定了，其余两个物理量也唯一确定了。 (2)对线速度与角速度关系的理解：由v=ωr知，r一定时，v∝ω；v一定时，ω∝；ω一定时，v∝r。 三、几种典型传动装置的特点 1. 共轴转动 如图所示，A点和B点在同一个圆盘上，当圆盘绕转轴O转动时，A点和B点的线速度大小、角速度、周期之间存在关系： =，ωA=ωB，TA=TB，并且转动方向相同。   2. 传动装置 (1)皮带传动 如图所示，A点和B点分别是两个轮子边缘上的点，两轮用皮带连起来，并且皮带不 打滑，则当轮子转动时，A点和B点的线速度大小、角速度、周期之间存在关系： vA=vB， ==，并且转动方向相同。 (2)齿轮传动 如图所示，A点和B点分别是两个齿轮边缘上的点，两个齿轮的轮齿啮合，则当齿轮 转动时，A点和B点的线速度大小、角速度、周期之间存在关系：vA=vB， ==， ==，式中的n1、n2分别表示两齿轮的齿数。两个齿轮在同一时间内转过的齿数相等，但它们的转动方向相反。 因为两齿轮齿距相等，故周长l=齿数n×齿距， 又因为周长l=2πr，所以齿数n×齿距=2πr， 可知齿数正比于半径，即=。 四、匀速圆周运动的多解问题 1. 当匀速圆周运动与其他运动(如自由落体运动、平抛运动、匀加速直线运动等)相结合时，必然有一个物理量起桥梁作用，而该物理量常常是运动时间。由于匀速圆周运动具有周期性，处理问题时要注意题目的多解性。匀速圆周运动中多解的成因、模型及解法如下： (1)多解原因：因匀速圆周运动具有周期性，使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生，这将造成多解。 (2)多解问题模型：常涉及两个物体的两种不同运动，其中一个物体做匀速圆周运动，另一个物体做其他运动。 (3)解决多解问题时，最重要的是寻求联系点，其联系点一般是时间或位移存在一定关系。处理匀速圆周运动的周期造成的多解问题，分析时往往先分析出一个周期内的情况，再根据匀速圆周运动的周期性，在转动的角度上加2nπ(n的具体取值由题意而定)。 第2节　科学探究_ 向心力 一、向心力及其方向 1. 定义：做圆周运动的物体，受到的始终指向圆心的效果力。 2. 方向：始终指向圆心，总是与运动方向垂直。 3. 作用效果：向心力只改变速度方向，不改变速度大小，因此向心力不做功。 4. 来源：可能是弹力、重力、摩擦力或是它们的合力或分力。做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体受到的合外力，做非匀速圆周运动的物体，向心力不是物体所受到的合外力。 二、向心力的大小 1. 实验探究 控制变量 探究内容 m、r相同，改变ω 探究向心力F与角速度ω的关系 m、ω相同，改变r 探究向心力F与半径r的关系 ω、r相同，改变m 探究向心力F与质量m的关系 2. 公式：F=mω2r或F=m。 三、向心加速度 1. 定义：做圆周运动的物体受到向心力的作用，存在一个由向心力产生的加速度。 2. 公式：a=或a=ω2r。 3. 方向：与向心力的方向一致，始终指向圆心。 4. 匀速圆周运动的性质：匀速圆周运动是加速度大小不变、方向不断改变的变加速运动。 四、向心力来源的实例分析 1. 物体做圆周运动时，向心力由物体所受合力沿半径方向的分力提供。它可以由重力