高中物理曲线运动

曲线运动是物体运动轨迹为曲线的运动，当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上时，物体就是在做曲线运动。

曲线运动

• 特点
  • 定义：运动轨迹是曲线的运动
  • 条件：合外力与速度方向不共线
    • 速度沿轨迹切线，加速度指向轨迹凹侧
    • 轨迹夹在合外力与速度之间
  • 研究方法：运动的合成与分解
    • 合运动与分运动的关系：等时性、独立性、等效性
    • 运算法则：平行四边形定则
  • 常见模型
    • 绳、杆末端速度分解
      • 分解到沿绳和垂直于绳方向
    • 小船渡河
      • 最短时间：船头垂直河岸
      • 最短位移
        • 船速大于水速
        • 船速小于水速
• 抛体运动
  • 性质：匀变速曲线运动
  • 研究方法：运动的合成与分解
    • 水平方向：匀速直线运动
    • 竖直方向：匀变速直线运动
  • 平抛运动
    • 速度
    • 位移
    • 推论
      • 轨迹上任意一点速度的反向延长线必过水平位移中点
• 圆周运动
  • 性质：变加速曲线运动
  • 基本概念
    • 线速度：
    • 角速度：
    • 周期、频率、转速：
    • 向心加速度：
    • 向心力：
  • 两类圆周运动
    • 匀速圆周运动：线速度大小不变，合力指向圆心，合力提供向心力
    • 变速圆周运动：线速度大小变化，合力不一定指向圆心，合力沿半径方向的分力提供向心力
  • 常见模型
    • 汽车水平路面转弯
      • 临界速度：
    • 汽车倾斜路面转弯、火车倾斜轨道转弯、飞机转弯临界条件：
    • 圆锥摆
      • 线型、碗型：
        • θ变大，v、ω、FN变大，T变小
        • ω、T仅与h有关：
      • 漏斗型、圆台型：
        • θ不会变，r变大，v变大、ω变小、T变大、FN不变
    • 竖直面圆周运动
      • 最低点：
        • v越大，FN越大
      • 最高点
        • 临界：
        • v＜v临
          • 轨道、轻绳：上不去，中途脱离轨道（轻绳松弛）
          • 轻杆、管道、拱形桥（受支持力）：
        • v>v临
          • 轨道、管道、轻杆、轻绳（受压力/拉力）：
          • 拱形桥：只要v≥v临就会立即做平抛运动
      • 圆心等高点
        • 合力沿半径方向分力提供向心力
    • 离心运动 ：