高中物理必修2 期末总复习知识点大全

考试重点内容：曲线运动、动量、功和能、机械振动等

（一）曲线运动、万有引力

知识结构

1. 曲线运动一定是变速运动！速度沿轨迹切线方向(fangxiang)，加速度方向(fangxiang)沿合外力方向——指向轨道内侧。物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在一条直线上。

2. 曲线运动的研究方法：矢量合成与分解法，切线方向的分力ΣFt只改变质点的运动速率大小；法线方向的分力ΣFn只改变质点运动的方向。

3. 运动的合成和分解：速度、位移、加速度等都是矢量，都可以根据需要和实际情况，用平行四边形定则合成和分解。两个匀速直线运动的合成，两个初速度为0的匀变速运动的合成一定是直线运动。两个直线运动的合成不一定是直线运动。

4.平抛运动：加速度：a＝g，方向竖直向下，与质量无关，与初速度大小无关；

速度：vx＝v0，vy＝gt，vt＝（v02+vy2）1/2，方向与水平方向成θ角，tgθ＝gt/v0；

位移：x＝v0t，y＝gt2/2，s＝（x2+y2）1/2，方向与水平方向成ɑ角，tgɑ＝y/x.

轨迹方程：y＝gx2/2v02为抛物线。

在空中飞行时间：t＝（2h/g）1/2，

与质量和初速度大小无关，只由高度决定。

水平最大射程：x＝v0t＝v0（2h/g）1/2

由初速度和高度决定，与质量无关。

曲线运动的位移、速度、加速度都不在同一方向上。

5. 匀速圆周运动：

1）周期T、质点运动一周所用的时间。是描述质点转动快慢的物理量。

2）线速度v、质点通过的弧长Δs与所用时间Δt之比为一定值，该比值是匀速圆周运动的速率v＝Δs/Δt，数值上等于质点在单位时间内通过的弧长。线速度的方向在圆周的切线方向上。线速度是描述质点转动快慢和方向的物理量。

3）角速度ω、连接质点与圆心的半径转过的角度Δφ与所用时间Δt之比为一定值，该比值是匀速圆周运动的角速度 ω＝Δφ/Δt，数值上等于在单位时间内半径转过的角度。单位是弧度/秒（rad/s），角速度也是描述质点转动快慢的物理量

周期、线速度、角速度之间有的关系：

质点转一周弧长s＝2πr，时间为T，则v＝2πr/T

角度为2π ω＝2π/T

由上两公式有v＝ωr，ω＝v/r

圆周运动是曲线运动，它的速度方向时刻在变化着，匀速圆周运动一定是变速运动，“匀速”仅是速率不变的意思。

4）匀速圆周运动的加速度a、加速度的方向指向圆心——向心

加速度，其方向时时刻刻指向圆心，即方向时时刻刻在变化着，所以匀速圆周运动是变加速运动。向心加速度的大小：an＝v2/r＝ω2r。

5）向心力F＝ma＝mv2/r，或F＝ma＝mω2r ，方向总指向圆心。向心力是根据力的作用效果命名的。

6. 万有引力与天体、卫星的轨道运动

万有引力定律：宇宙间任何两个有质量的物体间都是相互吸引的，引力大小与两物体的质量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比。

设物体质量分别为m1、m2，物体之间距离为r，则F＝Gm1m2/r2 万有引力定律在天文学上的应用——天体质量及运动分析，宇宙速度与卫星轨道运动问题分析依据：万有引力定律、牛顿运动定律、F＝mv2/r、匀速圆周运动规律；常用近似条件：将有关轨道运动看作匀速圆周运动，引力F＝mg＝ mv2/r（g随高度、纬度等因素变化而变化）。

7. 宇宙速度：

（1）线速度：设卫星到地心的距离为r，r就是卫星轨道半径，环绕线速度为v，卫星质量为m。设地球质量为M，地球半径为R. 根据万有引力定律和牛顿运动定律有GMm/r2＝mv2/r 由此得到环绕速度v＝（GM/r）1/2

对所有地球卫星，环绕速度由轨道半径决定，与卫星质量，性能因素无关。r＝R+h，h为卫星距地面的高度，r（h）越大，环绕速度越小。

（2）角速度：由ω＝v/r

有ω＝（GM/r3）1/2

（3）周期：由ω＝2π/T

得T＝2π（r3/ GM）1/2

角速度和周期均由轨道半径决定，半径越大，角速度越小，周期越长。

宇宙速度：

第一宇宙速度：由环绕速度公式v＝（GM/r）1/2

r＝R+h，当高度h远远小于地球半径时，即卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动。近似有v＝（GM/R）1/2

这是地球卫星的最大环绕速度。

又在地球表面附近，地球对卫星的引力近似等于重力mg mg＝mv2/R可得

v＝（gR）1/2

把g＝9.8×10－3km/s2和R＝6.4x103km代入上公式，得到v＝

7.9km/s，这是地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的环绕速度，是最大的环绕速度，也是使一个物体成为人造地球卫星所必须的最小发射速度.我们称之为第一宇宙速度。

VI＝7.9km/s

第二宇宙速度：当发射速度小于第一宇宙速度时，物体将落回地面；当发射速度大于v＝7.9km/s，卫星将在不同圆轨道或椭圆轨道运动。当发生速度大于等于11.2km/s时，物体将挣脱地球引力束缚，成

为人造行星或飞向其它行星。所以11.2km/s为第二宇宙速度。 VII＝11.2km/s

第三宇宙速度：当物体的速度达到16.7km/s时，物体将挣脱太阳引力的束缚飞向太阳系以外的宇宙空间，16.7km/s为第三宇宙速度。

VIII＝16.7km/s

（二）动量与动量守恒

知识结构

1.力的冲量

定义：力与力作用时间的乘积－－冲量I＝Ft

矢量：方向－－当力的方向不变时，冲量的方向就是力的方向。 过程量：力在时间上的累积作用，与力作用的一段时间相关 单位：牛秒、N?s

2. 动量

定义：物体的质量与其运动速度的乘积－－动量p＝mv 矢量：方向－－速度的方向

状态量：物体在某位置、某时刻的动量

单位：千克米每秒、kgm/s

3. 动量定理ΣFt＝mvt－mv0

动量定理研究对象是一个质点，研究质点在合外力作用下、在一段时间内的一个运动过程。定理表示合外力的冲量是物体动量变化的原因，合外力的冲量决定并量度了物体动量变化的大小和方向。

矢量性：公式中每一项均为矢量，公式本身为一矢量式，在同一条直线上处理问题，可先确定正方向，可用正负号表矢量的方向，按代数方法运算。

当研究的过程作用时间很短，作用力急剧变化（打击、碰撞）时，ΣF可理解为平均力。

动量定理变形为ΣF＝Δp/Δt，表明合外力的大小方向决定物体动量变化率的大小方向，这是牛顿第二定律的另一种表述。

4. 动量守恒：一个系统不受外力或所受到的合外力为零，这个系统的动量就保持不变，可用数学公式表达为p＝p' 系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量。

Δp1＝－Δp2 相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等方向相反。

Δp＝0 系统总动量的变化为零

“守衡”定律的研究对象为一个系统，上式均为矢量运算，一维情况可用正负表示方向。

注意把握变与不变的关系，相互作用过程中，每一个参与作用的成员的动量均可能在变化着，但只要合外力为零，各物体动量的矢量合总保持不变。

注意各状态的动量均为对同一个参照系的动量。而相互作用的系统可以是两个或多个物体组成。

5. 怎样判断系统动量是否守衡？

动量守衡条件是系统不受外力，或合外力为零。一般研究问题，

如果相互作用的内力比外力大很多，则可认为系统动量守衡；根据力的独立作用原理，如果在某方向上合外力为零，则在该方向上动量守衡。

注意守衡条件对内力的性质没有任何限制，可以是电场力、磁场力、核力等等。对系统状态没有任何限制，可以是微观、高速系统，也可以是宏观、低速系统。而力的作用过程可以是连续的作用，可以是间断的作用，如二人在光滑平面上的抛接球过程。

综上有：

物体运动状态是否变化取决于－－物体所受的合外力。

物体运动状态变化得快慢取决于－－物体所受到的合外力和质量大小。

物体到底做什么形式的运动取决于－－物体所受到的合外力和初始状态。

物体运动状态变化了多少取决于－－

（1）力的大小和方向；

（2）力作用时间的长短。实验表明只要力与其作用时间的乘积一定，它引起同一个物体的速度变化相同，力与力作用时间的乘积，可以决定和量度力的某种作用效果－－冲量。

系统的内力改变了系统内物体的动量，但系统外力才是改变系统总动量的原因。

（三）能量和能量守恒

知识结构

功是一个过程量，与力在空间的作用过程相关。恒力功的计算公式与物体运动过程无关；重力功、弹力功与路径无关。功是一个标量，但有正负之分。

2. 功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是标量 ：P＝W/t 。若做功快慢程度不同，上式为平均功率。注意恒力的功率不一定恒定，如初速为零的匀加速运动，第一秒、第二秒、第三秒……内合力的平均功率之比为1：3：5……。已知功率可以求力在一段时间内所做的功W＝Pt，这时可能是变力再做功。

上式常常用于分析解决机车牵引功率问题，常设有以下两种约束条件：

1）发动机功率一定：牵引力与速度成反比，只要速度改变，牵引力F＝P/v将改变，这时的运动一定是变加速运动。

2）机车以恒力启动：牵引力F恒定，由P＝Fv可知，若车做匀加速运动，则功率P将增加，这种过程直到P达到机车的额定功率为止（注意不是达到最大速度为止）。

3. 能：自然界有多种运动形式，与不同运动形式相应的存在不同形式的能量：机械运动－－机械能；热运动－－内能；电磁运动－－电磁能；化学运动－－化学能；生物运动－－生物能；原子及原子核运动－－原子能、核能……。

动能：物体由于有机械运动速度而具有的能量Ek＝mv2/2

能，包括动能和势能，都是标量。都是状态量，如动能由速度决定，重力势能由高度决定，弹性势能由形变状态决定。都具有相对性，

物体速度相对于不同的参照物有不同的结果，相应的动能相对于不同的参照物有不同的动能。势能相对于不同的零势能参考面有不同的结果，势能有可能取负值，它意味着此时物体的势能比零势能低。

4. 动能定理：研究对象：质点，数学表达公式：W＝mv2/2－mv02/2。公式中W为质点受到的所有的作用力在所研究的过程中做的总功，它可以是恒力功，可以是变力功，可以是分阶段由不同的力做功累积（代数和）而得到的结果。动能定理对力的性质没有任何限制，可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是电场力、磁场力或其它力。等式右边为所研究的过程（初、末状态）中质点的动能的变化。动能定理表明，力对物体所做的总功，是物体动能变化的原因，力对物体所做的总功量度了物体动能的变化大小。

5. 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。机械能守恒定律的研究对象是系统，一般简化为物体；守恒是指系统在满足守恒条件下，机械能－－动能和势能之和，在状态变化过程中总保持不变。 怎样判断机械能是否守衡？

（1）根据守恒条件：是否只有重力或弹力做功

（2）考察状态：比较、确定不同状态的机械能，看它们是否相同

（3）考察系统是否发生机械能与其它形式的能量的转化

6. 功和能：功是能量转化的量度。

7. 关于速度、动量、动能：速度 动量 动能均为描述质点运动

状态的物理量，速度反映质点运动快慢和方向，是运动学量.运动速度不能描述物体所含机械运动的强弱，例如我们可以用手去接一个以速度v飞来的篮球，但不敢去接一个以同样速度飞来的铅球.动量是描述物体所含机械运动大小的物理量，是动力学量.当一个运动物体与其它物体相互作用时，机械作用强度取决于动量大小.速度 动量均为矢量.动能也是动力学量，是标量，当机械运动与其它形式的运动之间发生转化时，量度这种转化的是动能的变化而不是速度或动量的变化。

由上述分析我们可进一步理解力、冲量和功，请你自己比较分析。

8. 比较力学三个核心定律

牛顿定律 ΣF＝ma （矢量式、瞬时式）

动量定理 ΣFt＝mv－mv0 （矢量式、过程式）

动能定理 ΣW＝mv2/2－mv02/2 （标量式、过程式）

这是研究质点运动的三条核心规律，它们的意义分别为：力是改变质点运动状态的原因;力在时间上的累积作用－－ΣFt量度质点动量的变化；力在空间上的累积作用－－W量度质点动能的变化。三条规律为我们解决力学问题提供了三条途径。

在研究对象受恒力作用时，三种方法都可以应用；当问题直接涉及状态与空间位移时，用动能定理解决问题来得直接；当问题直接涉及状态和时间时，用动量定理解决问题比较简单；当物体在变力作用下，特别是复杂的曲线运动时，一般首选能法解决问题；当研究对象是一个相互作用的系统时，应首选守恒规律解决。

第二篇：高中物理必修二知识点总结：第五章曲线运动

高中物理必修二知识点总结：第五章曲线运动

这一章是在前边几章的学习基础之上，研究一种更为复杂的运动方式：曲线运动。这也是运动学中更为重要的一部分内容，本章的重难点就在于抛体运动、圆周运动。

考试的要求：

Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。

Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。

要求Ⅱ：曲线运动、抛体运动、圆周运动。

知识构建：

新知归纳：

一、曲线运动

●曲线运动

1、定义：物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动。

 2．物体做曲线运动的条件

(1）当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，这个合力总能产生一个改变速度方向的效果，物体就一定做曲线运动。

（2）当物体做曲线运动时，它的合力所产生的加速度的方向与速度方向也不在同一直线上。

（3）物体的运动状态是由其受力条件及初始运动状态共同确定的．

2、曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向，就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。

物体运动的性质由加速度决定（加速度为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）。

3、曲线运动的速度方向

（1）在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度方向，就是通过这一点的曲线切线的方向。

（2）曲线运动的速度方向时刻改变，无论速度的大小变或不变，运动的速度总是变化的，故曲线运动是一种变速运动。 4、曲线运动的轨迹:作曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指向的一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向 下弯曲，圆周运动的轨迹总是向圆心弯曲等。

●曲线运动常见的类型：

（1）a=0：匀速直线运动或静止。

（2）a恒定：性质为匀变速运动，分为：

①v、a同向，匀加速直线运动；

②v、a反向，匀减速直线运动；

③v、a成角度，匀变速曲线运动（轨迹在v、a之间，和速度v的方向相切，方向逐渐向a的方向接近，但不可能达到。）

（3）a变化：性质为变加速运动。如简谐运动，加速度大小、方向都随时间变化。

二、质点在平面内的运动

●合运动和分运动

当物体实际发生的运动较复杂时，我们可将其等效为同时参与几个简单的运动，前者――实际发生的运动称作合运动，后者则称作物体实际运动的分运动．

●运动的合成和分解

已知分运动求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求分运动，叫做运动的分解，这种双向的等效操作过程，是研究复杂运动的重要万法． 1、合运动与分运动的关系:等时性；独立性；等效性。 2、运动的合成与分解的法则:平行四边形定则 3、分解原则:根据运动的实际效果分解，物体的实际运动为合运动。

其运动规律为：

（1）水平方向：ax=0，vx=v0，x=v0t。

（2）竖直方向：ay=g，vy=gt，y=gt2/2。

（3）合运动：a=g，，。vt与v0方向夹角为θ，tanθ=gt/v0，s与x方向夹角为α，tanα=gt/2v0.

平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定，即，与v0无关。水平射程s=v0.

●运动的合成和分解的应用

（1）进行运动的合成与分解，就是对描述运动的各物理量如位移、速度、加速度等矢量用平行四边形定则求和或求差．运动的合成与分解遵循如下原理：

①独立性原理：构成一个合运动的几个分运动是彼此独立、互不相干的，物体的任意一个分运动，都按其自身规律进行，不会因有其他分运动的存在而发生改变．

②等时性原理：合运动是同一物体在同一时间内同时完成几个分运动的结果，对同一物体同时参与的几个运动进行合成才有意义．

③矢量性原理：描述运动状态的位移、速度、加速度等物理量都是矢量，对运动进行合成与分解时应按矢量法则，即平行四边形定则作上述物理量的运算．

（2）合运动的性质可由分运动的性质决定：两个匀速直线运动的合成仍是匀速直线运动；匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动为匀变速运动；两个匀变速直线运动的合运动是匀变速运动．

（3）过河问题

若用v1表示水速，v2表示船速，则：

①过河时间仅由v2的垂直于岸的分量v⊥决定，即，与v1无关，所以当v2⊥岸时，过河所用时间最短，最短时间为也与v1无关。

②过河路程由实际运动轨迹的方向决定。

（4）连带运动问题

指物拉绳（杆）或绳（杆）拉物问题。由于高中研究的绳都是不可伸长的，杆都是不可伸长和压缩的，即绳或杆的长度不会改变，所以解题原则是：把物体的实际速度分解为垂直于绳（杆）和平行于绳（杆）两个分量，根据沿绳（杆）方向的分速度大小相同求解。

三、平抛运动的规律

●特点

（1）具有水平方向的初速度

（2）只受重力作用，是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动。

●运动规律

平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。建立直角坐标系（一般以抛出点为坐标原点O，以初速度v0方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向）。由两个分运动规律来处理。

（1）水平方向上：；

（2）竖直方向上：；

（3）任意时刻的速度：；

●有关公式

①   速度公式

水平分速度:vx=v0；竖直分速度:vy=gt.

T时刻平抛物体的速度大小和方向:

Vt=,tanα==gt/v0

②   位移公式(位置坐标):水平分位移:x=v0t；竖直分位移:y=gt2/2

t时间内合位移的大小和方向:l=；tanθ==

由于tanα=2tanθ,vt的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点。

③   轨迹方程:平抛物体在任意时刻的位置坐标x和y所满足的方程,叫轨迹方程,由位移公式消去t可得:

y=x2或x2=

四、实验：研究平抛运动

(1）处理平抛运动问题，要把握手抛运动的特点，将其分解成两个直线运动，在水平方向利用匀速直线运动的规律，在竖直方向则利用初速为零的匀加速直线运动的规律．例如：

①匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度V中．

②任意两个连续相等时间间隔ΔT内位移差：sⅡ－sI＝sⅢ－sⅡ=Δs＝aΔT2

③速为零的匀加速直线运动，前1，2，…n个等时间间隔内位移之比：

s1：s2：s3：………：sn＝l：4：…：n2

第1，2，…N个等时间间隔内位移之比：

sⅠ：sⅡ：……sN=1：3：…：（2n－l）

（2）当平抛物体的落点在水平面上时，物体在空中运动的时间由自由落体分运动的下落高度h决定，与初速度v0大小无关；t而物体的水平射程则由高度与初速度两者共同决定。

(3)一个有用的推论

平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。

五、圆周运动

●匀速圆周运动

1、定义和性质

（1）质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动叫做匀速圆周运动，是一种基本的曲线运动

（2）匀速圆周运动具有如下特点：①轨迹是圆；②线速度、加速度均大小不变，方向不断改变，故属于加速度改变的变速曲线运动，匀速圆周运动的角速度 恒定；③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力；④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现，匀速圆周运动具有周期性。

●匀速圆周运动的速度

1．线速度、角速度、周期和频率

(1)线速度v是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，是矢量；其方向沿轨迹切线，国际单位制中单位符号是m/s；

（2）角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量，是矢量；在国际单位制中单位符号是rad／s；

(3）周期T是质点沿圆周运动一周所用时间，在国际单位制中单位符号是s；

（4）频率f是质点在单位时间内完成一个完整圆运动的次数，在国际单位制中单位符号是Hz；

（5）转速n是质点在单位时间内转过的圈数，单位符号为r/s，以及r/min．

2、速度、角速度、周期和频率的关系

线速度、角速度、周期和频率各量从不同角度描述质点运动的快慢，它们之间的关系，即V、ω、T、f之间的关系是：T=1/f,ω=2πf,v=2πr/T=2πrf=ωr.

由上可知，在角速度一定时，线速度大小与半径成正比；在线速度一定时，角速度大小与半径成反比．

凡是直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动）的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；凡是同一个轮轴上（各个轮都绕同一根轴同步转动）的各点角速度相等（轴上的点除外）。

六、向心加速度

●向心加速度

（1）向心加速度由向心力产生，描述线速度方向变化的快慢，是矢量．

（2）向心加速度方向与向心力方向恒一致，总沿半径指向圆心；向心加速度的大小为

（3）一般地说，当做圆周运动物体所受的合力不指向圆心时，可以将它沿半径方向和切线方向正交分解，其沿半径方向的分力为向心力，只改变速度的方 向，不改变速度的大小；其沿切线方向的分力为切向力，只改变速度的大小，不改变速度的方向。分别与它们相应的向心加速度描述速度方向变化的快慢，切向加速 度描述速度大小变化的快慢。

七、向心力

●向心力

（1）向心力是改变物体运动方向，产生向心加速度的原因．

（2）向心力的方向指向圆心，总与物体运动方向垂直，所以向心力只改变速度的方向．

（3）根据牛顿运动定律，向心力与向心加速度的因果关系是，两者方向恒一致：总是与速度垂直、沿半径指向圆心．

（4）对于匀速圆周运动，物体所受合外力全部作为向心力，故做匀速圆周运动的物体所受合外力应是：大小不变、方向始终与速度方向垂直．

●向心力公式

（1）由公式a=ω2r与a=v2/r可知，在角速度一定的条件下，质点的向心加速度与半径成正比；在线速度一定的条件下，质点的向心加速度与半径成反比．

（2）做匀速圆周运动的物体所受合外力全部作为向心力，故物体所受合外力应大小不变、方向始终与速度方向垂直；合外力只改变速度的方向，不改变速度 的大小．根据公式，倘若物体所受合外力F大于在某圆轨道运动所需向心力，物体将速率不变地运动到半径减小的新圆轨道里（在那里，物体的角速度将增大），使 物体所受合外力恰等于该轨道上所需向心力，可见物体在此时会做靠近圆心的运动；反之，倘若物体所受合外力小于在某圆轨道运动所需向心力，“向心力不足”， 物体运动的轨道半径将增大，因而逐渐远离圆心．如果合外力突然消失，物体将沿切线方向飞出，这就是离心运动．

●用向心力公式解决实际问题

根据公式求解圆周运动的动力学问题时应做到四确定：

（1）确定圆心与圆轨迹所在平面；

（2）确定向心力来源；

（3）以指向圆心方向为正，确定参与构成向心力的各分力的正、负；

（4）确定满足牛顿定律的动力学方程．

做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律：Fn=man在列方程时，根据物体的受力分析，在方程左边写出外界给物体提供的合外力，右边写出物体需要的向心力（可选用等各种形式）。

八、生活中的圆周运动

●圆周运动的实例

1．实际运动中向心力来源的分析

（1）向心力是根据力的作用效果命名的，物体所受的某个力，或某个力的分力，或几个力的合力，只要能产生只改变物体速度的方向、不改变速度大小的效果，就是向心力，向心力肯定是变力，它的方向总在改变．

（2）向心力来源于物体实际所受的外力，处理具体问题时，我们首先要明确物体受什么力，这些力有没有沿垂直于速度方向的分力，所有沿与速度方向垂直的分力都具有改变速度方向的作用效果，都将参与构成向心力．

2．变速圆周运动中特殊点的有关问题

（1）向心力和向心加速度的公式同样适用于变速圆周运动，求质点在变速圆周运动某瞬时的向心加速度的大小时，公式中的v（或ω）必须用该时刻的瞬时值．

（2）物体在重力和弹力作用下在竖直平面内的变速圆周运动通常只研究两个特殊状态，即在轨道的最高点与最低点．在这两个位置时，提供向心力的重力、弹力及向心加速度均在同一竖直线上，向心力是弹力与重力的代数和，在这两个位置时物体的速度、加速度均不同．

这类问题的特点是：由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，在最低点处的速率最大。物体在最低点处向心力向 上，而重力向下，所以弹力必然向上且大于重力；而在最高点处，向心力向下，重力也向下，所以弹力的方向就不能确定了，要分三种情况进行讨论。

（1）弹力只可能向下，如绳拉球。这种情况下有即，否则不能通过最高点。

（2）弹力只可能向上，如车过桥。在这种情况下有：，否则车将离开桥面，做平抛运动。

（3）弹力既可能向上又可能向下，如管内转（或杆连球、环穿珠）。这种情况下，速度大小v可以取任意值。但可以进一步讨论：①当时物体受到的弹力必 然是向下的；当时物体受到的弹力必然是向上的；当时物体受到的弹力恰好为零。②当弹力大小F<mg时，向心力有两解：mg±F；当弹力大小 F>mg时，向心力只有一解：F+mg；当弹力F=mg时，向心力等于零。

3、圆锥摆

圆锥摆是运动轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动。其特点是由物体所受的重力与弹力的合力充当向心力，向心力的方向水平。也可以说是其中弹力的水平分力提供向心力（弹力的竖直分力和重力互为平衡力）。