美味的爱情公式高中物理圆周运动知识点总结 高中物理圆周运动公式

高中物理圆周运动知识点总结 高中物理圆周运动公式
高中物理教学中，圆周运 动问题既是一个重点，又是一个难点。
下面给大家带来高中物理圆周运动知识点，希望对你有帮助。

1.圆周运动：质点的运动轨迹是圆周的运动。

2.匀速圆周运动：质点的轨迹是圆周，在相等的时间内，通过
的弧长相等，质点所 作的运动是匀速率圆周运动。

3.描述匀速圆周运动的物理量

(1)周期(T)：质点完成一次圆周运动所用的时间为周期。

频率(f)：1s钟完成圆周运动的次数。f=

(2)线速度(v)：线速度就是瞬间速度。做匀速圆周运动的质点，
其线速度的大 小不变，方向却时刻改变，匀速圆周运动是一个变速运
动。

由 瞬时速度的定义式v=,当Δt趋近于0时，Δs与所对应的弧
长(Δl)基本重合，所以v=，在匀速 圆周运动中，由于相等的时间内
通过的弧长相等，那么很小一段的弧长与通过这段弧长所用时间的比值是相等的，所以，其线速度大小v=(其中R是运动物体的轨道半径，
T为周期)

(3)角速度(ω)：作匀速圆周运动的质点与圆心的连线所扫过的
角度与所用时间 的比值。ω==，由此式可知匀速圆周运动是角速度不
变的运动。

4.竖直面内的圆周运动(非匀速圆周运动)

(1)轻绳的一端固定， 另一端连着一个小球(活小物块)，小球在
竖直面内作圆周运动，或者是一个竖直的圆形轨迹，一个小球 (或小
物块)在其内壁上作竖直面的圆周运动，然后进行计算分析，结论如
下：

①小球若在圆周上，且速度为零，只能是在水平直径两个端点
以下部分的各点，小球 要到达竖直圆周水平直径以上各点，则其速度
至少要满足重力指向圆心的分量提供向心力

②小球在竖直圆周的最低点沿圆周向上运动的过程中，速度不
断减小(重力沿运动方 向的分量与速度方向是相反的，使小球的速度
减小)，而小球要到达最高点，则必须在最低点具有足够大 的速度才
能到达最高点，否则小球就会在圆周上的某一点(这一点一定在水平
直径以上)绳子的 拉力为零时，小球就脱离圆周轨道。

(2)物体在杆或圆管的环形轨道 上作竖直面内圆周运动，虽然物
体从最低点沿圆周向最高点运动的过程中，速度越来越小，由于物体可以受到杆的拉力和压力(或圆管对它的向内或向外的作用力)，所以，
物体在圆周上的任意一点的 速度均可为零。

(3)物体在竖直的圆周的外壁运动，此种运动的关键 是要区别做
圆周运动和平抛运动的条件，它们的临界状态是物体的重力沿半径的
分量提供向心力 ，此时，轨道对物体没有作用力，但物体又在轨道上，
该点是物体在圆周上的临界点。若物体在最高点时 ，mg=,v0=,当v≥
v0，物体在最高点处将作平抛运动，当v

扩展

竖直面内的圆周运动，只要求讨论分析最高点和最低点的情况，< br>由于最高点的相信加速度竖直向下，质点总是处于失重状态;最低点
的向心加速度竖直向上，质点 总是处于超重状态，从这个角度来理解
竖直面内做圆周运动的质点受力情况比较直观。

质点在圆轨道外圆时，最高点处是作平抛运动还是圆周运动，
质点与轨道之间的作用 力为零对应的速度是临界速度，这个临界速度
就是在圆周上的向心加速度等于重力加速度，质点的速度小 于这个速
度，受轨道的支持力，大于这个速度，质点作平抛运动。

实例分析一

火车是目前长距离运输中重要的交通工具，近年来建设铁路 新
干线较多，铁轨是比较平直的，在转弯处，火车只有依靠与它接触的
铁轨提供向心力。工字形 铁轨固定在水泥基础上，火车的两轮都有轮
缘，突出的轮缘一般起定位作用，若是平直的轨道转弯，只有 依靠轨
道与轮缘间侧向弹力使火车转弯，由于火车速度大，质量也大，所需
要的向心力很大，所 以，轮缘与铁轨间的弹性大形变量也大，从而使
铁轨容易受到损坏，使火车转弯时的向心力不是由轮缘和 轨道间侧向
弹力提供，而是由车轮与轨道间正向弹力提供，车轮与轨道间的正向
接触面积大，对 轨道的影响小，有什么办法可以达到此目的呢?

在牛顿运动定律中，放 在光滑斜面上的物体，当斜面以一定加
速度作水平运动时，物体可以相对斜面静止，这时斜面的弹力与物 体
的重力的合力沿水平方向提供加速运动所需要的力(也可以认为斜面
的弹力在竖直方向分量与 物体的重力平衡，水平方向分量提供物体作
加速度所需要的力)从这个例子中，我们能得到的启示是火车 转弯时
将轨道平面倾斜。

在设计转弯的轨道时，若将外轨垫高 些，使轨道平面与水平面
有一夹角α，正向压力垂直于轨道平面，要使正向压力在竖直方向分
量 与重力平衡，水平方向分量提供向心力，则

mgtanα=mv0=

火车以速度v0=行驶时，火车的车轮的轮缘与铁轨的侧向无压
力。

火车转弯时，当火车的速度v>v0时，即重力和轨道的支持力的
合力不足以提供向心力，需要外轨对外 轮的轮缘一个向内的侧压力，
补充不充足的向心力;当火车速度v0

实例分析二

汽车在水平路面上转弯时依靠静摩擦力提供向心力，在高速 公
路上，由于汽车的速度比较大，仅靠静摩擦力提供向心力是不行的，
所以，在转弯处的路面都 是倾斜的(倾角α)，若汽车依靠重力和路面
支持力的合力提供向心力，就对应的速度如火车转弯是一样 的，对应
原速度v0=。

当汽车的速度v0≠，路面再施加静摩擦力来作补充。


内容仅供参考