2025年高一物理寒假衔接讲练 (人教版)第05讲 圆周运动、向心力与向心加速度（学生版）.pdf

第05讲圆周运动、向心力与向心加速度

模块一思维导图串知识

1.会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动.

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

2.知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向.

模块三核心考点精准练（5大考点）

模块四小试牛刀过关测

知识点1匀速圆周运动

1．圆周运动

轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动。

2．匀速圆周运动的定义

如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫作匀速圆周运动。

3．匀速圆周运动的性质及特点

(1)虽然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)匀速圆周运动的角速度、周期、频率、转速都不变。

4．匀速圆周运动中各物理量间的关系

(1)线速度与角速度的关系：vωr.

2

(2)角速度、周期、转速的关系：==2.

2

(3)综合:===2

知识点2向心力

1．定义:做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心,这个指向圆心的力就叫作向心力。

2．作用效果:向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。

3．来源:向心力可以由某个力或者几个力的合力提供,也可由某个力的分力提供。向心力是根

据力的作用效果命名的。

4．向心力表达式

2

向心力的大小可表示为=或者=².将=,=等公式代入公式=²,

2

2

可得向心力大小的不同表达式：==

知识点3变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点

1．变速圆周运动的受力特点

做变速圆周运动的物体,其所受的合力不指向圆心。合力F可以分解为两个互相垂直的分力:跟圆周相切

的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft产生切线方向的加速度,切向加速度与物体的速度方向共线,改变速

度的大小;Fn产生指向圆心方向的加速度,与速度方向垂直,改变速度的方向。

(1)如图甲所示,合力F与速度v方向的夹角θ大于90°,物体做减速圆周运动。

(2)如图乙所示,合力F与速度v方向的夹角θ小于90°,物体做加速圆周运动。

2．一般曲线运动的研究方法

如图所示,可以把曲线分割成许多很短的小段,每一小段可看作一小段圆弧,研究质点在每一小段的运动

时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理。

知识点4匀速圆周运动的加速度

1．向心加速度

(1)定义:物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心,这个加速度称为向心加速度。

(2)意义:描述线速度方向改变的快慢。

2．向心加速度的方向

向心加速度的方向时刻在变化,总是沿半径指向圆心,即始终与线速度方向垂直,所以圆周运动一定是变

加速曲线运动。

3．向心加速度的大小

2

;

对于线速度：=对于角速度：=;无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动，公式都适用.

对于线速度和角速度：=.

知识点5探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

探究向心力大小的实验要求

1．明确影响向心力大小的几个因素，应用控制变量法进行实验探究.

2．控制半径r、角速度ω相同，探究向心力Fn的大小与质量m的关系；控制质量m、角速度