高中物理-运动（直线运动、曲线运动、运动的合成与分解）

从直线到曲线，从匀速到变速！ 直线运动、曲线运动、运动的合成与分解

运动

• 运动的描述
  • 机械运动简称运动
    • 空间位置随时间发生变化
      • 按运动形态：平动、转动、振动 按运动轨迹：直线运动、曲线运动 按速度：匀速运动、变速运动
      • 宏观物体
  • 描述对象
    • 质点（理想化模型）
      • 大小、形状对所研究的问题无影响或忽略不计（每个点都能反映整体的运动）
  • 描述工具
    • 参考系和坐标系
      • 运动的相对性和绝对性
  • 描述物理量
    • 路程s
      • 运动轨迹的长度
        • 标量
    • 位移x
      • 从起点指向终点的有向线段
        • 大小：初位置到末位置的距离
        • 方向：由初位置指向终位置
        • 矢量
          • 矢量：有大小有方向；遵循平行四边形定则 标量：只有大小
    • 速度v
      • 位置变化快慢
      • 平均速度v=x/t
        • 矢量
      • 瞬时速度：运动轨迹的切线方向
        • 矢量
      • 平均速率v=s/t
        • 标量
      • 瞬时速率：瞬时速度的大小
        • 标量
      • 速度测量
        • 电磁打点计时器（8V） 电火花打点计时器（220V） 均是50Hz、0.02s一次 因电火花打点计时器摩擦力小，优先选
        • 测速度：①光电门②红外线③超声波
    • 加速度a
      • 速度变化快慢，a=Δv/Δt，a与Δv同向 （速度的变化率）定义式：a=(v-v。)/t
        • 矢量
          • a与v同向，加速直线运动 a与v反向，减速直线运动 a与v夹锐角，加速曲线运动 a与v夹钝角，减速曲线运动 a与v夹直角，速度大小不变的曲线运动
      • 平均加速度a=Δv/Δt；瞬时加速度a=Δv/Δt，Δt→0
• 基本运动形式
  • 直线运动
    • 匀速直线运动
      • a=0，v不变，x=vt
        • x-t，v-t
    • 匀变速直线运动v=v。+at
      • a不变，a与v₁共线
      • 追及和相遇问题
      • 自由落体运动
      • 匀加速 匀减速
    • 非匀变速直线运动
      • a不恒定，共线
  • 曲线运动
    • 匀变速曲线运动
      • 典例 平抛运动
    • 非匀变速曲线运动
      • 匀速圆周运动
        • 线速度v=弧长l/t
          • 方向：切线方向，与半径垂直
        • 角速度ω=Δθ/Δt
          • 单位rad/s，Δθ单位弧度，360°＝2π，弧度=弧长/半径
        • 周期T，T=1/f；频率f，单位Hz，（转速n，当时间单位为s时，n=f）
        • 向心力F
          • 效果力，垂直于v
        • 向心加速度a
          • ①指向圆心，与速度方向垂直，一直变化，只改变速度方向，不改变大小
          • ②意义：描述线速度方向变化快慢的物理量↔向心加速度的大小
        • v=ωr=2πr/T ω=2πf=2πn 向心力公式 向心加速度的公式
          • 同轴转动
            • ω相同，同向
          • 皮带转动
            • v相同，同向
          • 齿轮转动
            • v相同，反向
      • 变速圆周运动
        • 线速度大小不断改变
        • 合力并不始终指向圆心，分解为切线方向和指向圆心方向
      • 其他曲线运动
        • 分段处理
      • 离心运动
        • 本质：物体受惯性；合力不足以提供所需要的向心力，物体逐渐远离圆心或者沿切线飞出
      • 重难点模型
        • ①火车转弯 ②汽车转弯 ③拱形桥 ④凹形路面 ⑤杆（管道） ⑥绳（圆轨道）
  • 简谐运动
    • 机械振动章节（波）
• 运动的合成与分解
  • 将复杂的运动分解成两个简单的分运动
    • 正交分解
    • 平行四边形定则
    • 等时性 等效性 独立性
      • 匀速直线+匀变速直线
        • 匀变速曲线
  • 速度分解
    • 合速度即物体实际速度
      • ①沿绳（杆）的速度 ②垂直于绳（杆）的速度
  • a与v同向，加速直线运动 a与v反向，减速直线运动 a与v夹锐角，加速曲线运动 a与v夹钝角，减速曲线运动 a与v夹直角，速度大小不变的曲线运动
    • 本质
    • 船渡河
      • 沿河岸方向
      • 垂直于河岸方向
      • 最短时间渡河 最小位移渡河 最小速度渡河
    • 平抛运动
      • ①平抛物体正向击中斜面 ②沿斜面切入 ③水平抛出落入斜面
        • 重难点：临界和极值问题
    • 类平抛运动
      • 带电粒子垂直摄入匀强电场（可分解为沿初速度方向和垂直于初速度方向）
    • 斜抛运动
      • ①速率对称 ②轨迹对称 ③时间对称 ④最高的速度最小，方向水平 ⑤可求飞行时间、射高、射程
    • 变速圆周运动