高一物理向心加速度知识点讲解

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高一物理向心加速度知识点讲解

　　向心加速度的方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变，不论加速度a的大小是否变化，a的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速运动。可理解为做圆周运动物体加速度在指向圆心方向上的分量。

　　向心加速度是矢量，因为它的方向无时无刻不在改变

　　公式：a向=r^2=v^2/r=4^2r/T^2

　　所有做曲线运动的物体都有向心加速度，向心加速度反映线速度方向变化的快慢。

　　向心加速度又叫法向加速度，意思是指向曲线的法线方向的加速度。

　　当物体的速度大小也发生变化时，还有沿轨迹切线方向也有加速度，叫做切向加速度。

　　向心加速度的方向始终与速度方向垂直，也就是说线速度始终沿曲线切线方向。

　　高中物理向心加速度的思维误区

　　(1)在比较各种物理关系的问题中，通常要先找出明显的相同量或不同量，然后借关系式推导出其它量的关系。

　　(2)①误认为匀速圆周运动的向心加速度恒定不变，所以是匀变速运动，实际上，合力方向时刻指向圆心，加速度是时刻变化的。

　　②据公式an=v/r，误认为an与v成正比，与半径r成反比;只有在半径r确定时才能判断an与v或an与w的关系。

　　③误认为做圆周运动的加速度一定指向圆心。只有做匀速圆周运动的物体其加速度才指向圆心，做变速圆周运动的物体存在一个切向加速度，所以不指向圆心。

　　拓展：

　　一、曲线运动

　　1.曲线运动的条件：质点所受合外力的方向(或加速度方向)跟它的速度方向不在同一直线上。

　　当物体受到的合力为恒力(大小恒定、方向不变)时，物体作匀变速曲线运动，如平抛运动。

　　当物体受到的合力大小恒定而方向总跟速度的'方向垂直，则物体将做匀速率圆周运动。(这里的合力可以是万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力——绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重力与弹力的合力——锥摆、静摩擦力——水平转盘上的物体等。)

　　如果物体受到约束，只能沿圆形轨道运动，而速率不断变化——如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动，是变速率圆周运动.合力的方向并不总跟速度方向垂直。

　　2.曲线运动的特点：曲线运动的速度方向一定改变，所以是变速运动。需要重点掌握的两种情况：一是加速度大小、方向均不变的曲线运动，叫匀变速曲线运动，如平抛运动，另一是加速度大小不变、方向时刻改变的曲线运动，如匀速圆周运动。

　　二、运动的合成与分解

　　1.从已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则。重点是判断合运动和分运动，这里分两种情况介绍。

　　一种是研究对象被另一个运动物体所牵连，这个牵连指的是相互作用的牵连，如船在水上航行，水也在流动着。船对地的运动为船对静水的运动与水对地的运动的合运动。一般地，物体的实际运动就是合运动。

　　第二种情况是物体间没有相互作用力的牵连，只是由于参照物的变换带来了运动的合成问题。如两辆车的运动，甲车以v甲=8m/s的速度向东运动，乙车以v乙=8m/s的速度向北运动。求甲车相对于乙车的运动速度v甲对乙。

　　2.求一个已知运动的分运动，叫运动的分解，解题时应按实际“效果”分解，或正交分解。

　　3.合运动与分运动的特征：

　　①等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等

　　②独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各个分运动独立进行，互不影响。

　　4.物体的运动状态是由初速度状态(v0)和受力情况(F合)决定的，这是处理复杂运动的力和运动的观点思路是：

　　(1)存在中间牵连参照物问题：如人在自动扶梯上行走，可将人对地运动转化为人对梯和梯对地的两个分运动处理。

　　(2)匀变速曲线运动问题：可根据初速度(v0)和受力情况建立直角坐标系，将复杂运动转化为坐标轴上的简单运动来处理。如平抛运动、带电粒子在匀强电场中的偏转、带电粒子在重力场和电场中的曲线运动等都可以利用这种方法处理。

　　5.运动的性质和轨迹

　　物体运动的性质由加速度决定(加速度得零时物体静止或做匀速运动;加速度恒定时物体做匀变速运动;加速度变化时物体做变加速运动)。

　　物体运动的轨迹(直线还是曲线)则由物体的速度和加速度的方向关系决定(速度与加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动;速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动)。

　　怎样才能理解一条物理规律

　　1、明确形成规律的依据、方法和过程。这不仅对可以帮助我们体会人类的科学发展规律，对我们形成合理的知识体系也是及其重要的。

　　2、明确规律的物理意义及其表述。包括：该规律在物理学中的地位和作用，明确该规律所反映的物理本质，明确规律表达中的关键词句，明确规律的数学公式的物理含义等等。

　　3、明确规律的适用范围和条件。任何物理规律总是在一定范围内发现的，或在一定条件下推理得到的，并在有限领域内检验的，所以，物理规律总有它的适用范围和适用条件。

　　4、明确该规律与有关规律间的区别和联系。

　　例如学习库仑定律，应该知道其发现过程，是库仑用库仑扭秤通过实验事实总结出来的，

　　物理公式大全：功和能

　　1.功：W=Fscosα(定义式){W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s间的夹角｝

　　2.重力做功：Wab=mghab {m:物体的质量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)}

　　3.电场力做功：Wab=qUab {q:电量(C)，Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb｝

　　4.电功：W=UIt(普适式) {U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)｝

　　5.功率：P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)]，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)｝

　　6.汽车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率，P平:平均功率}

　　7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)

　　8.电功率：P=UI(普适式) {U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝

　　9.焦耳定律：Q=I2Rt {Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝

　　10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

　　11.动能：Ek=mv2/2 {Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝

　　12.重力势能：EP=mgh {EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)｝

　　13.电势能：EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)(从零势能面起)｝

　　14.动能定理(对物体做正功，物体的动能增加)：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)｝

　　15.机械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2

　　16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP

　　注(1)功率大小表示做功快慢，做功多少表示能量转化多少;

　　(2)O0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);

　　(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功，则重力(弹性、电、分子)势能减少

　　(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件：除重力(弹力)外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J，1eV=1.60×10-19J;_(7)弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。

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