2024高考物理回歸課本基礎(chǔ)知識(shí)填空51圓周運(yùn)動(dòng)-知識(shí)點(diǎn)填空含答案

2024高考物理回歸課本基礎(chǔ)知識(shí)填空5.1圓周運(yùn)動(dòng)一知識(shí)點(diǎn)填空

圓周運(yùn)動(dòng)一知識(shí)點(diǎn)填空

I.線速度

⑴定義：物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的與通過(guò)這段所用時(shí)間的比值，v=羋o

（2）意義：描述物體沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。

（3）方向：線速度是矢星，方向與圓弧,與半徑o

（4）勻速圓周運(yùn)動(dòng)

①定義：沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度大小的運(yùn)動(dòng)。

②性質(zhì)：線速度的方向是時(shí)刻的，所以是一種運(yùn)動(dòng)。

2.角速度

（1）定義：連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的與轉(zhuǎn)過(guò)這一所用時(shí)間的比值，

△6

CD---o

N

（2）意義：描述物體繞圓心的快慢。

（3）單位

①角的單位：國(guó)際單位制中，與的比值表示角的大小，即竺，其

r

單位稱為弧度，符號(hào)：O

②角速度的單位：弧度每秒，符號(hào)是rad/s或rad.sL

3.周期和轉(zhuǎn)速

（1）周期?。鹤鰟蛩賵A底運(yùn)動(dòng)的物體轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的，單位：。

（2）轉(zhuǎn)速〃：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的,單位：或o

（3）周期和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：7=1（〃的單位為海）。

4.線速度與角速度的關(guān)系

（1）在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度的大小等于與的乘積。

（2）公式：v=o

5.向心力

（1）定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它受到了，這個(gè)合力

叫做向心力。

（2）方I可：始終沿著指I可o

（3）表達(dá)式:

2

①「=in-

i'

②a二。

（4）向心力是根據(jù)力的來(lái)命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì),

都是向心力。

6.變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)

（1）變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力：變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力產(chǎn)生兩個(gè)方向的效果，如圖所示。

①跟圓周相切的分力R：產(chǎn)生加速度，此加速度描述線速度變化的快慢。

②指向圓心的分力Fn：產(chǎn)生________加速度，此加速度描述線速度__________改變的快慢。

（2）一般的曲線運(yùn)動(dòng)的史理方法

①一般的曲線運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)。

②處理方法：可以把曲線分割成許多很短的小段，每一小段可看做一小段圓弧。研究質(zhì)點(diǎn)在

這一小段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。

7.向心加速度的方向

（1）向心加速度的定義：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向，這個(gè)加速度叫

做向心加速度。

（2）向心加速度的作用：向心加速度的方向總是與速度方向垂直，故向心加速度只改變速

度的方向，對(duì)速度的大小無(wú)影響。

8.向心加速度的大小

（1）向心加速度公式

①基本公式L=。

r

②拓展公式〃〃二上-.尸3丫。

T2

（2）向心加速度的公式既適用于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也適用于非勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

9.火車轉(zhuǎn)彎

（1）火車在彎道上的運(yùn)均特點(diǎn)

火車在彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，具有向心加速度，由于其質(zhì)量太大，因此需要很大的向心

力。

（2）轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高的缺點(diǎn)

如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，則由對(duì)輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易

受損。

（3）鐵路彎道的特點(diǎn)

①轉(zhuǎn)彎處略高于。

②鐵軌對(duì)火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的o

③鐵軌對(duì)火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的,它提供了火車以規(guī)定

速度行駐時(shí)的

10.拱形橋

汽車過(guò)凸形橋汽車過(guò)網(wǎng)形橋

匹尸N

受力

------

分析

1mgmg

向心

V2

"r=________=m—Fn=________=in—

力rr

對(duì)橋

v2v2

的壓入=〃?"+/〃一

rr

力

汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力，而且汽車對(duì)橋的壓力大于汽車的重力，而且

結(jié)論

汽車速度越大，對(duì)橋的壓力越小汽車速度越大，對(duì)橋的壓力越大

11.航天器中的失重現(xiàn)象

參考答案：

1.弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)相切垂直處處用等變化變速

【詳解】(1)口][2]線速度是指物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)與通過(guò)這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間的比值。

(3)[3][4]線速度是矢量，其方向?yàn)閳A弧的切線方向，與半徑垂直。

(4)[5]勻速圓周運(yùn)動(dòng)即物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，并且線速度大小處處相等的運(yùn)動(dòng)。

[6][7]線速度的方向是時(shí)刻變化的，所以是一種變速運(yùn)動(dòng)。

2.角度角度轉(zhuǎn)動(dòng)弧長(zhǎng)半徑rad

【詳略

3.時(shí)間秒(s)圈數(shù)轉(zhuǎn)每秒(r/s'轉(zhuǎn)每分(r/min)

【詳解】(1)周期是物體做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間，常用單位為秒(s)；

(2)[3][4][5]轉(zhuǎn)速是形容物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，常用單位有轉(zhuǎn)每秒(r/s)、轉(zhuǎn)每分

(r/min)p

4.角速度的大小半徑(or

【詳解】略

5.指向圓心的合力半徑圓心nuor作用效果

【詳解】(1)[1]向心力定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它受到了指

向圓心的合力，這個(gè)合力叫做向心力。

(2)⑵[3]向心力方向:始終沿著半徑指向圓心。

(3)②⑷向心力表達(dá)式為

2

Fn-m(or

(4)[5]向心力是根據(jù)力的作用效果來(lái)命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性

質(zhì)，都是向心力。

6.切向大小向心方向

【詳解】變速圓周運(yùn)動(dòng)是種曲線運(yùn)動(dòng)，受到合外力的作用。可以將合外力分解為與圓周相

切的分力(與線速度在同一直線上)以及指向圓心的分力(與線速度垂直)。

川跟圓周相切的分力產(chǎn)生切向加速度。

⑵切向加速度與線速度在同一直線上，可以改變線速度的大小，不改變線速度的方向，所

以描述的是線速度大小變化的快慢。

[3]指向圓心的分力產(chǎn)生向心加速度。

[4]向心加速度與線速度垂直，不改變線速度的大小，只改變線速度的方向，所以描述的是

線速度方向變化的快慢。

7.圓心

【詳解】[1]任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心，這個(gè)加速度叫做向心加速度。

8.32r

【詳解】根據(jù)丫=“結(jié)合?！?匕可知

r

4〃=C02r

9.外軌外軌內(nèi)軌內(nèi)側(cè)圓心向心力

【詳解】（2）[1]如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，水平方向指向圓心的力只能是外軌對(duì)輪緣的彈

力提供向心力。

（3）⑵⑶鐵路彎道，要求外軌略高于內(nèi)軌;

|4][5][6]軌道對(duì)火車的支持力斜向彎道的內(nèi)側(cè)，和重力的合力水平指向圓心，提供火車以規(guī)

定速度行駛時(shí)的向心力。

10.mg-FsFN-mg

【詳解】[1]汽車過(guò)凸形橋時(shí)合力的方向向下，即

2

"?g一吊=，〃一

r

故

v2

F=mg-m—

Nr

[21汽車過(guò)凹形橋時(shí)合力的方向向上，即

?

LV

F-mg=m—

Kr

故

LV

F=mg+m—

Kr

11.完全失重

【詳解】（2）[”完全失重狀態(tài)：當(dāng)口向時(shí)，座艙對(duì)宇航員的支持力F、=0,宇航員處于完

全失重狀態(tài)。

12.逐漸遠(yuǎn)離消失所需的向心力脫水筒限速行駛

【詳解】（1）[1]離心運(yùn)動(dòng)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沿切線飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。

（2）[2]⑶離心運(yùn)動(dòng)原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力。

（3）①[4]離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)川：離心干燥器；洗衣機(jī)的脫水筒；離心制管技術(shù)。

②⑸離心運(yùn)動(dòng)的防止：汽車在公路轉(zhuǎn)彎處必須限速行駛：轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太

高。

萬(wàn)有引力與航天一知識(shí)點(diǎn)填空

1.地心說(shuō)和日心說(shuō)

（1）地心說(shuō)

①_________是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的；

②太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞運(yùn)動(dòng)；

③地心說(shuō)的代表人物是古希臘科學(xué)家。

（2）日心說(shuō)

①_________星宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，所有行星都繞太陽(yáng)做：

②日心說(shuō)的代表人物是o

（3）局限性

古人都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的運(yùn)動(dòng)，

但德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒通過(guò)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符。

（4）發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的天文學(xué)家是o

2.開(kāi)普勒定律

（1）第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是一，太陽(yáng)處在0

（2）第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的o

（3）第三定律：所有行星軌道的跟它的的比都相等。其表達(dá)式為，=2.其

中〃是橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T是公轉(zhuǎn)周期，女是一個(gè)對(duì)所有行星—的常量。

3.行星運(yùn)動(dòng)的近似處理

（1）行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在。

（2）行星繞太陽(yáng)做運(yùn)動(dòng)。

（3）所有行星的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即，

4.行星與太陽(yáng)間的引力

（1）太陽(yáng)對(duì)行星的引力：太陽(yáng)對(duì)行星的引力，與行星的質(zhì)量成,與行星和太陽(yáng)間距

離的二次方成_，即產(chǎn)工,。

（2）行星對(duì)太陽(yáng)的引力：在引力的存在與性質(zhì)上，太陽(yáng)與行星的地位完全相當(dāng)，因此行星

對(duì)太陽(yáng)的引力和太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律相同，即尸0C萼。

r

（3）太陽(yáng)與行星間的引力：根據(jù)牛頓第三定律金尸，所以有尸工誓竺，寫成等式就是

r~

F=G—^~.

r

5.月一地檢驗(yàn)

（1）猜想：維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋果下落的力是同一種力，同樣遵從“"

的規(guī)律。

（2）推理：根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大約是它在地面附近下

落時(shí)的加速度的上。

6（）

（3）結(jié)論：地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽(yáng)、行星間的引力遵從

（填“相同”或“不同”）的規(guī)律。

6.萬(wàn)有引力定律

（1）內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的,引力的大小

與物體的成正比、與它們之間成反比。

（2）表達(dá)式：F=G瞥。

r

（3）引力常量G：由英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許測(cè)量得出，常取G=N?m2/kg2°

7.計(jì)算天體的質(zhì)量。

（1）地球的質(zhì)量

①思路：地球表面的物體，若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，物體的重力等于

②關(guān)系式：切g(shù)=G等

R-

③結(jié)果：M=區(qū),只要知道g、R、G的值，就可計(jì)算出地球的質(zhì)量。

G

（2）太陽(yáng)的質(zhì)量

①思路：質(zhì)量為小的行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),充當(dāng)向心力。

②關(guān)系式：啖年

43

③結(jié)論：M,只要知道引力常量G、行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期丁和軌道半徑r就可以

GT2

計(jì)算出太陽(yáng)的質(zhì)量。

④推廣：若已知引力常量G、衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期丁和衛(wèi)星與行星之間的距離〃可計(jì)算

出行星的質(zhì)量

8.發(fā)現(xiàn)未知天體

（1）海王星的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)年輕的天文學(xué)家勒維耶根據(jù)天王星

的觀測(cè)資料，利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出天王星外“新”行星的軌道。1846年9月23日，德國(guó)

的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星一。

（2）其他天體的發(fā)現(xiàn)：近100年來(lái)，人們?cè)诤Ｍ跣堑能壍乐庥职l(fā)現(xiàn)了冥王星、閱神星等

幾個(gè)較大的天體。

9.人造衛(wèi)星

（1）牛頓的設(shè)想

如圖所示，杷物體水平拋出，如果速度,物體就不再落回地面,它將繞地球運(yùn)動(dòng).成

為_(kāi)____

物體繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為_(kāi)___運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供物體運(yùn)動(dòng)所需的向心力，所以

cMmv2*曰

G——=tn—?可得u=.---°

r-rVr

10.宇宙速度

數(shù)值意義

第一宇宙速度物體在________繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度

km/s

11.2

第二宇宙速度使物體克服地球引力，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球的最小地面發(fā)射速度

km/s

第三宇宙速度16.7使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛，飛到太陽(yáng)系外的最小地面發(fā)射速度

km/s

II.從低速到高速

（1）所謂高速，就是指運(yùn)動(dòng)速度接近真空中的光速。

（2）在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的，而狹義相對(duì)論指出，質(zhì)量要隨著

物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而即

（3）經(jīng)典力學(xué)只適用于運(yùn)動(dòng)，不適用于運(yùn)動(dòng)。

12.從宏觀世界到微觀世界

（1）宏觀世界粒子的運(yùn)劭特點(diǎn)

粒子具有確定的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，應(yīng)用可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)質(zhì)點(diǎn)在某

時(shí)刻的位置。

（2）微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

就單個(gè)粒子來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)沒(méi)有確定的運(yùn)動(dòng)軌跡，微觀粒子既有粒子性，又有,一

能夠很好地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

（3）經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。

13.從弱引力到強(qiáng)引力：

（1）經(jīng)典力學(xué)與行星軌道的矛盾

按牛頓的萬(wàn)有引力定律推算，行星應(yīng)該沿著一些橢圓或圓做周期性運(yùn)動(dòng)，而實(shí)際的天文觀測(cè)

表明，行星的軌道并不是聲格閉合的，它們的近口點(diǎn)在不斷地旋進(jìn)，如水星的運(yùn)動(dòng)。

實(shí)際觀測(cè)到的水星的運(yùn)動(dòng)情況與愛(ài)因斯坦____的計(jì)算結(jié)果吻合得很好。

（2）經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力，而不適用于

參考答案：

1.地球地球托勒密太陽(yáng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)哥白尼勻速圓

周開(kāi)普勒

【詳解】（1）地心說(shuō)

①川地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的；

②⑵太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)；

③⑶地心說(shuō)的代表人物是古希臘科學(xué)家是托勒密。

（2）日心說(shuō)

①⑷太陽(yáng)是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，所有行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；

②［5］口心說(shuō)的代表人物是哥白尼。

（3）局限性

⑹古人都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)

動(dòng)，但德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒通過(guò)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符。

（4）［7］發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的天文學(xué)家是開(kāi)普勒。

2.橢圓橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上面積相等半長(zhǎng)軸的三次方公轉(zhuǎn)周期的

二次方都相同

【詳解】略

3.圓心勻速圓周軌道半徑

【詳解】（1）⑴行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心位置。

（2）［2］行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

（3）［3］根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，所有行星軌道半徑的三次方與它公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相

等，即

4.正比反比

【詳略

5.平方反比相同

【詳解】（1）口］假設(shè)維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋果下落的力是同一種力，則兩個(gè)力

均應(yīng)遵從與距離平方成反比的規(guī)律。

（3）［2］通過(guò)地一月檢驗(yàn)，表明地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力是同一種力，

從而推廣到太陽(yáng)、行星間的引力也遵從相同的規(guī)律。

6.連線上質(zhì)量〃"和/〃2的乘積距離廠的二次方6.67X10-"

【詳解】（I）［引內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線

上，引力的大小與物體的質(zhì)量"〃和5