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          必修三物理向心力知識點

          Ai高考 · 高中物理
          2022-04-08
          更三高考院校庫

          向心力是當物體沿著圓周或者曲線軌道運動時,指向圓心(曲率中心)的合外力作用力?!跋蛐牧Α币辉~是從這種合外力作用所產(chǎn)生的效果而命名的。下面是小編整理的必修三物理向心力知識點,僅供參考希望能夠幫助到大家。

          必修三物理向心力知識點


          必修三物理向心力知識點

          ●向心力

          (1)向心力是改變物體運動方向,產(chǎn)生向心加速度的原因.

          (2)向心力的方向指向圓心,總與物體運動方向垂直,所以向心力只改變速度的方向.

          (3)根據(jù)牛頓運動定律,向心力與向心加速度的因果關(guān)系是,兩者方向恒一致:總是與速度垂直、沿半徑指向圓心.

          (4)對于勻速圓周運動,物體所受合外力全部作為向心力,故做勻速圓周運動的物體所受合外力應(yīng)是:大小不變、方向始終與速度方向垂直.

          ●向心力公式

          (1)由公式a=2r與a=v2/r可知,在角速度一定的條件下,質(zhì)點的向心加速度與半徑成正比;在線速度一定的條件下,質(zhì)點的向心加速度與半徑成反比.

          (2)做勻速圓周運動的物體所受合外力全部作為向心力,故物體所受合外力應(yīng)大小不變、方向始終與速度方向垂直;合外力只改變速度的方向,不改變速度 的大小.根據(jù)公式,倘若物體所受合外力F大于在某圓軌道運動所需向心力,物體將速率不變地運動到半徑減小的新圓軌道里(在那里,物體的角速度將增大),使 物體所受合外力恰等于該軌道上所需向心力,可見物體在此時會做靠近圓心的運動;反之,倘若物體所受合外力小于在某圓軌道運動所需向心力,向心力不足, 物體運動的軌道半徑將增大,因而逐漸遠離圓心.如果合外力突然消失,物體將沿切線方向飛出,這就是離心運動.

          ●用向心力公式解決實際問題

          根據(jù)公式求解圓周運動的動力學(xué)問題時應(yīng)做到四確定:

          (1)確定圓心與圓軌跡所在平面;

          (2)確定向心力來源;

          (3)以指向圓心方向為正,確定參與構(gòu)成向心力的各分力的正、負;

          (4)確定滿足牛頓定律的動力學(xué)方程.

          常見考點考法

          【例1】一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動,皮帶和兩輪之間無相對滑動,大輪的半徑是小輪半徑的2倍,大輪上的一點S離轉(zhuǎn)動軸的距離是半徑的1/3.當大輪邊緣上的P點的向心加速度是0.12m/s2時,大輪上的S點和小輪邊緣上的Q點的向心加速度各為多大?

          解析:P點和S點在同一個轉(zhuǎn)動輪子上,其角速度相等,即P=S.由向心加速度公式a=r2可知:as/ap=rs/rp,as=rs/rp??ap=1/30.12m/s2=0.04m/s2.

          由于皮帶傳動時不打滑,Q點和P點都在由皮帶傳動的兩個輪子邊緣,這兩點的線速度的大小相等,即vQ=vP.由向心加速度公式a=v2/r可知:aQ/aP=rP/rQ,aQ=rP/rQaP=2/10.12m/s2=0.24 m/s2.

          點撥:解決這類問題的關(guān)鍵是抓住相同量,找出已知量、待求量和相同量之間的關(guān)系,即可求解.

          【問題討論】(1)在已知ap的情況下,為什么求解as時要用公式a=r2、求解aQ時,要用公式a=v2/r?

          (2)回憶一下初中電學(xué)中學(xué)過的導(dǎo)體的電阻消耗的電功率與電阻的關(guān)系式:P=I2R和P=U2/R,你能找出電學(xué)中的'電功率P與電阻R的關(guān)系及這里的向心加速度a與圓周半徑r的關(guān)系之間的相似之處嗎?

          【例2】一圓盤可繞一通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動,在圓盤上放置一個木塊,當圓盤勻角速轉(zhuǎn)動時,木塊隨圓盤一起運動,那么[ ]

          A.木塊受到圓盤對它的摩擦力,方向背離圓盤中心

          B.木塊受到圓盤對它的摩擦力,方向指向圓盤中心

          C.因為木塊隨圓盤一起運動,所以木塊受到圓盤對它的摩擦力,方向與木塊的運動方向相同

          D.因為摩擦力總是阻礙物體的運動,所以木塊所受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊的運動方向相反

          解析:從靜摩擦力總是阻礙物體間的相對運動的趨勢來分析:由于圓盤轉(zhuǎn)動時,以轉(zhuǎn)動的圓盤為參照物,物體的運動趨勢是沿半徑向外,背離圓心的,所以盤面對木塊的靜摩擦力方向沿半徑指向圓心.

          從做勻速圓周運動的物體必須受到一個向心力的角度來分析:木塊隨圓盤一起做勻速圓周運動,它必須受到沿半徑指向圓心的合力.由于木塊所受的重力和盤面的支持力都在豎直方向上,只有來自盤面的靜摩擦力提供指向圓心的向心力,因而盤面對木塊的靜摩擦力方向必沿半徑指向圓心.所以,正確選項為B.

          點撥:1.向心力是按效果命名的,它可以是重力、或彈力、或摩擦力,也可以是這些力的合力或分力所提供.

          2.靜摩擦力是由物體的受力情況和運動情況決定的.

          【問題討論】有的同學(xué)認為,做圓周運動的物體有沿切線方向飛出的趨勢,靜摩擦力的方向應(yīng)該與物體的運動趨勢方向相反.因而應(yīng)該選取的正確答案為D.你認為他的說法對嗎?為什么?

          【例3】在光滑水平桌面上有一光滑小孔O;一根輕繩穿過小孔,一端連接質(zhì)量為m=1kg的小球A,另一端連接質(zhì)量為M=4kg的重物B.

          (1)當小球A沿半徑r=0.1m的圓周做勻速圓周運動,其角速度為=10rad/s時,物體B對地面的壓力為多大?

          (2)當A球的角速度為多大時,B物體處于將要離開、而尚未離開地面的臨界狀態(tài)?(g=10m/s2)

          點撥:小球A作勻速圓周運動,由繩子的拉力提供向心力,從而使B對地面的壓力減少.

          當B物體將要離開而尚未離開地面時,小球A所需的向心力恰好等于重物B的重力

          參考答案

          (1)30N

          (2)20rad/s

          【例4】小球A和B用細線連接,可以在光滑的水平桿上無摩擦地滑動,已知它們的質(zhì)量之比m1∶m2=3∶1,當這一裝置繞著豎直軸做勻速轉(zhuǎn)動且A、B兩球與水平桿子達到相對靜止時,A、B兩球做勻速圓周運動的[ ]

          A.線速度大小相等

          B.角速度相等

          C.向心力的大小之比為F1∶F2=3∶1

          D.半徑之比為r1∶r2=1∶3

          點撥:當兩小球隨軸轉(zhuǎn)動達到穩(wěn)定狀態(tài)時,把它們聯(lián)系在一起的同一根細線為A、B兩小球提供的向心力大小相等;同軸轉(zhuǎn)動的角速度相等;兩小球的圓周軌道半徑之和為細線的長度;兩小球的線速度與各自的軌道半徑成正比.

          汽化和液化知識點

          1.汽化:物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)的過程。汽化有兩種方式:蒸發(fā)和沸騰

          2.蒸發(fā)是只在液體表面發(fā)生的一種緩慢的汽化現(xiàn)象。蒸發(fā)在任何溫度下都可以發(fā)生。

          3.影響蒸發(fā)的因素:液體的溫度、液體的表面積、液面的空氣流通速度。

          4.物理降溫:在需要降溫的物體表面,涂一些易揮發(fā)且無害的液體,通過液體蒸發(fā)吸熱來達到降溫的效果。

          5.沸騰:在一定溫度下,在液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象。

          6.液體沸騰的條件:溫度達到沸點,且能繼續(xù)從外界吸熱。

          7.沸騰的現(xiàn)象:從底部產(chǎn)生大量氣泡,上升,變大到液面破裂,放出氣泡中的水蒸氣。

          液體沸騰時的溫度叫沸點,液體的沸點與氣壓有關(guān),液面氣壓越小沸點越低,氣壓越大沸點越高。高原地區(qū)普通鍋里煮不熟雞蛋,就是因為氣壓低,沸點低造成的。

          高壓鍋是利用增大液面氣壓,提高液體沸點的原理制成的。

          8.液化:物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)的過程。

          9.液化的兩種方式:降低溫度和壓縮體積。

          10.所有氣體溫度降到足夠低時都可以液化。氣體液化放出熱量。

          11.常用的液化石油氣是在常溫條件下,用壓縮體積的辦法,使它液化儲存在鋼瓶里的。

          電能

          ⒈電功W:電流所做的功叫電功。電流作功過程就是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。

          公式:W=UQW=UIt=U2t/R=I2RtW=Pt單位:W焦U伏特I安培t秒Q庫P瓦特

          ⒉電功率P:電流在單位時間內(nèi)所作的電功,表示電流作功的快慢?!倦姽β蚀蟮挠秒娖麟娏髯鞴臁!?/p>

          公式:P=W/tP=UI(P=U2/RP=I2R)單位:W焦U伏特I安培t秒Q庫P瓦特

          ⒊電能表(瓦時計):測量用電器消耗電能的儀表。1度電=1千瓦時=1000瓦×3600秒=3.6×106焦耳

          必修三物理向心力知識點

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