120个高中物理关键问题与详细解答解析

为什么研究物体的运动先要选择参考系？

答：因为物体的运动都是相对的.在没有一个相对静止的参考系的情况下研究物体的运动将会是相当混乱且效率低下.

一般以什么为参考系？

答：一般以地面为参考系。

你能举出一个例子来说明选择不同的参考系物体的运动状态不同吗？

答：当你在坐公交车时，当公交车作为参考系时，你本身是静止的。而地面为参考系时，你就是运动着的！

什么是质点，物体在什么情况下可以被看成质点？

答：用来代替物体的有质量的点叫做质点.用一个有质量的点代表整个物体.以确定物体的位置.研究物体的运动.这是物理学研究问题时采用的理想化模型的方法.

位移和路程有什么区别，它们在数值上可能相等吗？

答：位移是指初时刻和末时刻的距离差，路程是运动轨迹的长度。在始终没有改变过运动方向的直线运动时，位移和路程数值可能相等。

速度越大或速度的变化越大，加速度就越大吗？

答：加速度指的是速度的变化快慢，与速度大小无关。与功率和功的关系相同。所以速度越大或速度的变化越大，加速度不一定越大。

2.匀变速直线运动的基本公式和推论有哪些？关于平均速度的几个推论你能灵活运用吗？初速度为零的匀变速直线运动的推论是什么？你还记得“纸带推论”并能灵活运用吗？

匀变速直线运动的基本公式和推论有哪些？

答：

关于平均速度的几个推论你能灵活运用吗？

初速度为零的匀变速直线运动的推论是什么？

答：1、第几秒末的速度比V1：V2：V3……Vn=1：2：3……n

2 、前几秒末的位移比S1：S2：S3……Sn=1：2^2：3^2……n^23 、前几秒内的位移比S1：S2：S3……Sn=1：3：5……（2n-1）4 、第几个S用的时间之比t1：t2：t3……=1：根2-1：根3-根2……（根n-根（n-1））5 、第几个S末的速度比V1：V2：V3……=1：根2：根3……根n

你还记得“纸带推论”并能灵活运用吗？

答：1、相邻三个计数点A B C，V(B)等于AC段的平均速度

2、差量：Sm-Sn=(m-n)at^2

3、纸带中：逐差法求加速度：点数为奇数个时，此处设为7个点) [(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)]/(9T^2)点数为偶数个。掐头去尾，即前三个和后三个点，按照上述原则（奇数时）分别求平均，然后再对这两个平均值求平均。

3.运动学中有几种图像？你能从“坐标轴、斜率、截距、面积”四个方面研究图像吗？你能将图像、函数表达式、物理学公式三者有机地结合起来吗？

4、竖直上抛运动的对称性表现在哪里？竖直上抛类和刹车类的匀减速运动的区别是什么，你知道什么是“刹车陷阱”吗？如何躲开？

答：在不受空气阻力的情况下，竖直上抛时，同一水平高度上的速度大小对应相等，方向相反；上抛和下落所用时间相同；加速度大小始终为g；以最高点时间为中点，上升和下落时时刻位移对称。

竖直上抛类和刹车类最大的不同在于竖直上抛类整个运动过程中先减速后加速，而刹车则一直减速。

所谓“刹车陷阱”是指在生活中，刹车是为了使车停住，其速度减为0为止，停止后时间即便无限延长也不会对位移产生影响。很多同学以为会以匀减速计算，最后会造成实际问题与计算的偏离。为躲避这个陷阱，我们在计算时，一定要弄清刹车速度为0的时间。

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5、如何求解相遇和追及问题，在使用相对运动的方法求解该类问题时你有什么经验和教训？初速度为零的匀加速直线运动追匀速直线运动的物体，同时同地出发，经多长时间、多大位移、以多大速度追上？追上前什么时刻二者之间的距离最大？不是同时同地出发呢？什么类型的题目中，会出现两个物体刚好不相撞的问题？

答：对于相遇和追及问题，我们要抓住发生时刻两者相遇地点相同的特点，一般来说，相向运动相遇时，两者路程和会是两者的初始距离；追及时两者的位移差是两者的初始距离。对于初度的为零加速度为a的匀加速直线运动追速度为v的匀速直线运动的物体，倘若同时同地出发，那么有以下特点：在t1=v/a 时，两者相差距离最大，在t2=2v/a时，可以追上，此时速度为2v，位移为s=2v2/a。不是同时同地出发的话，要根据位移差和时间差带入，使位移差等于两者的初始距离。在追及问题中，有以下几种情况出现两个物体刚好不相撞，首先，先说刚好不相撞，这意味着此时两者速度相等，相对位移为0.所以一般说来，前者匀加速，后者匀速，前者先出发，这样可能会出现此类情况。

6、什么是力？如何理解力的物质性和相互性？怎样描述一个力，力是矢量还是标量？借助超重、失重和圆周运动的知识理解力的作用效果。力是如何分类的，高中阶段我们学过的力按照性质分有哪一些，按照效果分呢？

答：力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而单独存在。两个不直接接触的物体之间也可能产生力的作用。力是物体对物体的作用,力的作用离不开物体.不论是直接接触的物体间的相互作用；还是不直接接触通过场发生的相互作用；不论是宏观物体间的力的作用还是粒子间的相互作用力,有力就一定存在施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在.只要描述出力的三要素:大小、方向作用点就能描述一个力，力有大小有方向，故为矢量。力会改变物体的运动状态，对于超重、失重，加速度的大小发生改变，圆周运动来说，加速度的方向在改变。一般把力分为效果和性质分开。性质力”和“效果力”是两种不同的力的分类方法,同一个力叫这个名就是性质力,叫另一个名可能就是效果力了.我用下面两种方法来区分它们.第一种是推荐使用的方法：先把效果力弄明白,剩下的就是性质力.效果力是按力的作用效果定义的,而性质力是按力的本身的性质定义的,比如“弹力”它就是性质力,它的定义是从“变形”“恢复原状”“产生力”定义的,它既是弹力产生的过程,也是弹力的性质,它根本没效果的痕迹,绝不能说因为“弹”才有力,而效果力都可以这样说：因为它是使物体运动的力所以叫“动力”；因为物体力的效果是使物体相互吸引,所以叫“吸引力”；因为对平面有压的效果所以这个力才叫“压力”.再比如“摩擦力”是性质力,因为它的定义上没有“摩擦”的痕迹,但“滑动摩擦力”“滚动摩擦力”“静摩擦力”就是效果力了,因为字面上已经存在了力的作用效果“滑动”“静”等.另外还有一点除重力外,其它的性质力概念都比较宽,一般都包含几种常见的效果力,而效果力中可以是某个性质力承担,但没有一个效果力可以说它包含某个性质力.第二种方法是我不希望我的学生们采用的下策,那就是性质力在高中阶段只有六种“重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力”除些之外题上的力就都是效果力了。

7、地面上的物体所受的重力的本质是什么？人造卫星呢？重力的大小如何计算？方向如何规定，是指向地心吗？同一物体在不同纬度、不同高度所受的重力相同吗？什么是重心？重心的位置一定在物体上吗？一定在物体的几何中心上吗？

答：在地球上，我们受到地球的万有引力，重力即是万有引力产生的，对于除两极点以外的地方，重力和万有引力不相等。人造卫星收到的地球的万有引力全部用来提供向心力。一般在地面上，我们用g表示重力加速度，重力G=mg，方向垂直于地面。重力只是物体与地球间的万有引力F的一个分力,有一种说法也说又是物体m所受万有引力F与向心力的合力. 万有引力指向地心, 重力在离心力作用下只是稍微地偏离地心.只有在两极指向地心，我们人受到的万有引力都是指向地心的,重力虽然稍偏,但是因为地球近似球体，所以说是竖直向下的。同一物体在不同纬度和不同高度所受重力不一定相同，一般同一高度时，纬度越高，物体的重力就越大，同一纬度不同高度时，高度越低，越低重力越大。在重力场中，物体处于任何方位时所有各组成支点的重力的合力都通过的那一点。规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。物体的重心，不一定在物体上。

8、在什么情况下会出现弹力？如何判断物体之间是否有弹力？接触面之间、绳子、杆产生的弹力方向如何确定？弹力的大小如何计算？一律采用胡克定律吗？什么是胡克定律？与弹簧有关的题目在高中阶段常见的有哪些？解题方法分别是什么？如何求解弹簧的弹力（或弹簧秤的读数）？

答：弹力产生的条件：①互相接触；②发生弹性形变；(注意：两个条件应同时具备,缺一不可)。弹力方向：点点接触是朝向哪?这里总可以找到一个面、线或者切面,与这个面、线或者切面垂直即可.绳子对物体的拉力,一定是沿绳子收缩的方向. 杆子一端对物体产生的弹力方向各种可能都有,要由具体情况确定.一般的情况是沿着杆子对物体产生拉力或者对物体产生支持力.弹力计算一般看与之对应的物体和力，另外弹簧的形变量和弹力之间满足胡克定律的关系。表达式为：F=kx，x为弹簧的形变量，k为弹性系数。

弹簧在高中阶段会涉及到很多的题目，包括动能、动量、机械运动，受力分析，运动学等等都有涉及。一般这些题目要抓住几点，①弹簧在一定限度内，压缩和拉伸同等位移包含的能量大小一致，力的大小也相同。②弹簧上的力处处大小一致。③弹簧连接两个物体时，一般弹簧上的力可以看作系统内力。

弹簧测力计的使用：

使用方法

（1）使用弹簧测力计时，首先要看清其量程，所要测量的力不能超过它的量程。因为弹簧是有一定弹性限度的，超过这个限度测量就不准确，还有可能损坏测力计。（2）测量前要看清楚弹簧测力计的分度值，以便测量时读数。（3）测量前要检查指针是否指在零刻度线。如果没有指在零刻度线，要进行调节使指针指在零刻度线。（4）使用前，要轻轻地来回拉动弹簧测力计的挂钩，以免指针被卡住，给测量带来较大的误差。（5）测量时，拉弹簧测力计挂钩的力要和测力计的外壳平行，避免扭曲和摩擦，尽量减小由于摩擦产生的测量误差。（6）要等到示数稳定后再读数，读数时视线要与刻度板表面垂直。

最后要说明的是：在使用弹簧测力计时，要尽量使用用挂钩把物体向上拉的测量方法。因为它就是按照这种方法设计的，使用其他方法的误差相对较大。

读数

弹簧测力计的读数比较简单，要先搞清楚弹簧测力计的量程和分度值，然后再根据指针所指的位置（一定要看指针末端所指的位置）读出所测量力的大小。

使用弹簧测力计容易出现的问题

（1）用测力计测量超过量程的力；（2）没有调零就进行测量；（3）使用前没有来回拉动弹簧，用指针被卡的测力计测量；（4）所测拉力与测力计外壳不平行；（5）示数没有稳定就读数；（6）读数时视线与刻度板表面不垂直；（7）手拿挂钩，把物体挂在吊环上测量。

9、在什么时候出现摩擦力？什么时候是静摩擦力？什么时候是滑动摩擦力？摩擦力和弹力之间有什么关系？怎样判断滑动摩擦力的大小与方向？怎样计算静摩擦力的大小与方向？为什么我常说静摩擦力问题比滑动摩擦力更复杂呢？摩擦力总是阻力吗？它总做负功吗？你能举出实例加以说明吗（分静摩擦和滑动摩擦两种情况）？在斜面问题中，我们常要提到斜面倾角的正切和动摩擦因数的关系，你知道是怎么回事吗？

答：摩擦力产生的前提是要有弹力，即两物体间要相互接触且产生挤压，有相对运动的趋势但静止，即静摩擦力，静摩擦力用二力平衡解；产生相对运动，即运动状态，即滑动摩擦力，f=μN。要使静止中的物体运动起来，一般要施加一个大于最大静摩擦力的力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。但是在做题时，一般默认最大静摩擦力和动摩擦力相等。

滑动摩擦力计算公式为：f=μN，与物体相对运动方向相反。静摩擦力大小取决于施加的力，大小与物体运动趋势方向相反。一般说来，滑动摩擦力和施力相关，相比滑动摩擦力更加不容易计算和推断，没有明显的计算公式和运动特征。

摩擦力不总是阻力，静摩擦力，例如传送带上的物体，此时摩擦力是动力，做正功。动摩擦力，跑车发动时，轮胎与地面摩擦明显，但也是做正功。在斜面中，我们假设斜面的摩擦因数为μ，倾斜角度为β，则如果物体恰能不下滑，则物体重力斜向下分力应等于最大静摩擦力，按照f=μN来算，则有mgsinβ=μmgcosβ，化简可得：μ=tanβ，所以当β越小，物体越容易停留在斜面上。

10、什么情况下我们说一个物体受力平衡？什么是共点力？共点力作用下的物体的平衡条件是什么？怎么写出其平衡方程？几个力平衡，其中一个力与其它几个力的合力是什么关系？其它力不变，只一个力发生下列变化时，合力怎样变化，物体将怎样运动（注意初始情况）（1）消失；（2）反向；（3）逐渐变小，再逐渐恢复；（4）转动90°

答：静止状态、或匀速直线运动状态都属于运动状态不变的情况．如果一个物体在几个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态，则这几个力平衡，所以静止状态或匀速直线运动状态称作平衡状态。

几个力，如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线，相交于一点，这几个力叫做共点力。

物体处于平衡状态时，所受力平衡，一对平衡力的大小相等方向相反，作用在同一直线上．合力为零，此时平衡。

平衡方程即是几个力的矢量和为零。加入几个力平衡，其中一个力与其他几个力的合力等大反向。

当其它力不变，只其中一个力消失时，物体合力会指向这个力反方向，大小与这个力相同。

反向时，物体合力会指向这个力反方向，大小是这个力大小的2倍。

逐渐变小时，物体合力反向逐渐增大，再逐渐减小变为0.

此力转动90度，则反方向产生合力，转动45度，大小为此力的根号2倍。

11、什么是矢量，高中物理中使用的物理量有哪些是矢量？矢量合成和分解的法则是什么？在一些较复杂的矢量运算中，我们更喜欢使用正交分解法，你能熟练地使用它吗？什么是合力与分力？两个力的大小不变，只改变它们的夹角，它们的合力如何变化？合力不变，一个分力的方向不变，只改变另一个分力的方向，则两个分力怎样变化？将一个合力分解成两个分力，在什么条件下可以得到唯一解？几个力的合力最大值、最小值如何计算？

答：（1）定义或解释：有些物理量，既要有数值大小(包括有关的单位)，又要有方向才能完全确定。这些量之间的运算并不遵循一般的代数法则，而遵循特殊的运算法则。这样的量叫做物理矢量。有些物理量，只具有数值大小(包括有关的单位)，而不具有方向性。这些量之间的运算遵循一般的代数法则。这样的量叫做物理标量。

高中里如场强，力，速度，加速度等都是矢量。正交分解法能将矢量分解到两个方向上，这个对于高中生来说，必须掌握。

一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。倘若合力不变，一个分力的方向不变，只改变另一个分力的方向，那么前一个分力会发生大小的变化。将一个合力分解为两个力，一般规定其中一个的大小和方向，另外一个也就可得唯一解。几个力的合力最大为几个力的大小只和；最小值时，找出其中数值最大的两个,取它们的差（大减小），把这个差再与其它力一起来排队,从中再选出两个最大的,重复上一步的步骤,直至所有的力排完.

12、在静力学中有两类题要用到图解法，你能举出实例并说明解题方法吗？

答：首先，用矢量图的几何相似性来解题（比如我们常用的相似三角形）；第二种就是利用矢量图的封闭性来解题（一般要求保证合力不变）。这样可以求出力的大小，方向，变化趋势和极端值。例子有很多，这里就不举了。

13、为什么牛顿第一定律又叫做惯性定律？如何理解一切物体在任何情况下都具有惯性？难道它在加速运动或失重状态下也具有吗？惯性大小的量度是质量和速度吗？

答：因为牛顿第一定律的内容是：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。而让物体保持原运动状态的特性就叫惯性，所以牛顿第一定律又叫惯性定律。

一切物体都具有惯性就是物体在没有受到外力作用时，总保持原来的运动状态。加速运动或者失重状态也具有惯性，加速时因为受到力的作用才会时刻速度发生变化。失重状态重力加速度变小但是依然也在发生变化。惯性大小只有一个量度，就是质量！

14、牛顿第二定律回答了什么问题？你知道为什么在国际单位制中k取1吗？在解题中牛顿第三定律的实用价值是什么？你能区分一对作用力和一对平衡力吗？

答：牛顿第二定律揭示了物体所受合力与它运动加速度的关系。之所以在国际单位制中K取1,这是由于力的单位“牛顿”的定义就是1kgm/s²。在解题中牛顿第三定律经常用到通过反作用力来探知作用力。

平衡力：1、二力的作用点：同一个物体；

2、二力的性质：不一定相同；

3、二力的效果,只改变物体形状,不会改变物体运动状态；

4、不一定同时存在.

作用与反作用力：1、二力的作用点：二个物体；

2、二力的性质：一定相同；

3、二力的效果,可改变物体形状,也可改变物体运动状态；

4、一定同时存在

15、牛顿定律的瞬时性问题通常有两类：（1）求解瞬时加速度；（2）对物体进行动态分析。你知道这两类题目的解题关键是什么吗？请举实例说明。你会借助简谐运动的对称性研究弹簧问题吗？传送带问题是高中物理的重点知识，你了解通常都是怎样出题的吗？

答：对物体的受力进行分析，即时能够得到结果，一般说来，我们要对物体所受的全部分力进行逐个分析，分析的根据就是它所处的空间，运动的速度大小和方向，还有所占有的能量等。

在以弹簧为主体的简谐运动中，可以参考简谐运动的特性来看弹簧，首先，竖直方向放置的弹簧和物体，其平衡位置在原长减去mg/k处，此时物体受力平衡；水平放置的物体，平衡位置在原长；有倾斜角度时要按照倾斜角度计算；在偏离平衡位置的过程中，只要偏离平衡位置相同的地方，其加速度大小相等，方向相反；速度大小相同，方向需要区分；同时此时弹簧的能量和物体的能量分别对应相等。

传送带模型作为高中物理的重点知识，可以从简单的运动知识点出题，考查瞬时加速度，瞬时速度，位移，相对位移等；也可以从功能关系上来考察，题目设计过程一般比较复杂。可以将传送带与多重模型结合，比如平抛，碰撞等。除了重力场中，也可以与电场，磁场相结合，综合考查小伙伴们的能力。

16、牛顿定律的同向性问题关键就是正交分解法的应用，你知道怎么建立坐标轴、怎么写方程吗？如何理解失重和超重，是重力真的变化了吗？

答：一般来讲在水平面内可以任意建立坐标系，但是在斜面上最好沿物体下滑的方向建立x轴，然后建立y轴。写方程要在两个方向上对加速度进行分析，有时候也要正交分解，然后根据牛顿第二定律来列方程。

失重与超重，实际上就是视重与实重的关系,视重就是竖直方向由于有加速度（除了重力加速度外的）引起的,实重就是物体的重量当物体处于超重状态时,加速度向上（假设物体放在地面上,因为超重,所以对地面的压力大于本身重力,由牛三定律知道物体受到地面的弹力大于重力,所以加速度向上）

17、求解牛顿定律的连接体问题，通常先看成整体求加速度，再隔离求相互作用力，你能举出实例吗？只要你愿意，所有涉及多个物体的问题都可以使用整体法，那万一物体的加速度各不相同该怎么办呢？什么时候用这种整体法解题比较方便？

答：先看成整体求加速度，再隔离求相互作用力，一般这种方法求由两个叠加的物块最常见。用整体法处理加速度不相同的系统时，可以使用质点组的牛顿第二定律。

系统所受的合外力，等于系统中各个物体的质量与其自己加速度乘积的矢量和。即：F合=m1a1+m2a2+m3a3+……这个定律对系统在某一个方向上也是成立的，即：F合x = m1a1x + m2a2x + m3a3x

倘若系统内部各物体质量或者加速度有明确的运算关系，这种方法还是比较方便的。

18、对于临界问题的求解，应先找到临界点，万一没找到临界点，应采用什么方法去寻找呢？

答：临界问题一定要找到其临界点，这是状态发生变化的重要特征节点，如果没有明显的临界词，那么我们要去探索可能会发生状态变化的节点，例如在物体运动中，假如其速度方向发生改变，那么摩擦力也就会发生改变。所以速度为0就是一个临界点。

19、物体做直线运动和曲线运动的条件分别是什么？物体做曲线运动时，其瞬时速度沿什么方向？有人说曲线运动一定是变速运动，他说得对吗？如何确定物体运动的性质？你能将高中阶段所学的各种运动进行分类吗？你能找到它们之间的血缘关系吗？

答：这个理解理解上并不难，物体做直线运动,意味着速度方向不变,也就是说,当加速度（也可以说合外力）与速度在同一直线上或没有加速度时,物体做直线运动,反之做曲线运动。物体做曲线运动时，瞬时速度沿轨迹点的切线方向。曲线运动一定是变速运动，因为速度的方向在发生着变化。但是在一种特定的曲线运动中——匀速圆周运动中，我们说的匀速这里指的是速度的大小，也就是速率不变。

所有运动都是相对参考系而言的,在不同的参照系下观察同一运动,其结果不同，运动具有相对性。所以第一步：选参考系运用牛顿第二定律F=Ma和其它已知条件找出物体的v-t x-t a-t 即速度时间位移方程再根据不同运动的判别条件判定运动性质比如 v是常数则运动是匀速直线运动 ,加速度恒定的运动等。

大略来说，分为两类：直线和曲线运动。

另类的有一个叫简谐运动，这个不拿出来讲。

直线运动有：匀速直线运动、匀变速直线运动和非匀变速直线运动，单独拿出来的还有自由落体运动等

曲线运动有：抛体运动、类平抛运动、匀速圆周运动、圆周运动等

他们都是运动的类型，高中只要是含有运动的题型，都逃不过对整个运动进行分段成小的运动阶段，无论曲线还是直线运动，都要研究加速度，速度等物理量。

20、运动的合成分解是个难点，你能确定合运动的性质吗？在学习平抛运动之前先学习运动的合成与分解，你能体会教材编写者的良苦用心吗？在渡河问题中如何求解最短过河时间及相关的位移；如何求解最短过河位移及相关过河时间（分船速大于、小于水流速度两种情况讨论）在拉船问题中，什么是合速度？解决该类题的关键是什么？这类题是如何出现在综合题中的？在高中物理中，绳子唱主角的题目类型有哪些？

答：运动的合成分解与力的分解相同，都是矢量分解与合成，分析合运动的性质，可以从两个方向上去分析，然后综合起来，即可得到合运动性质。

平抛运动是十分典型的专题，对平抛运动进行分解，可以得到在水平向匀速直线，在竖直向自由落体，很具有特点。在处理渡河问题时，

最短时间和最少位移：

小船渡河最短时间t=d/V船sinθ

1、V船>V水，渡河位移最小船头斜向上游

cosθ=V水/V船

渡河时间t=d/(V船2-V水2)1/2

2、V水>V船，渡河位移最小船头斜向上游cosθ=V水/V船

位移 d/s=V船/V水

s=dV船/V水渡河时间 t=s/(V水2-V船2)1/2=dV船/V水(V水^2-V船^2)^1/2

在拉船问题中，合速度就是船本身移动的速度，v1可以理解成船有一个绕以那个滑轮点为圆心,以滑轮点到船的绳长为半径的圆做圆周运动的线速度,也就是船往前运动可以分解成两个过程,一个是绳子在转动,一个是绳子在缩短,v就是绳子缩短的速度。解决这类题目的关键就是对运动进行分解。一般说来，轻绳有不可伸长和力要沿绳子的特性，根据这个特性可以在动量，动能和连接体等题目中出现很多的题型。

21、什么是平抛运动和斜抛运动，其解题方法怎样？平抛运动通常可以怎样分解，什么是类平抛运动？

答：物体以一定的初速度水平方向抛出，如果物体仅受重力作用，这样的运动叫做平抛运动。平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。物体以一定的初速度斜向射出去，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的这类运动叫做斜抛运动。通过运动分解，分为水平和竖直方向，水平向一般为匀速运动，竖直向一般是匀变速直线运动，加速度为g。平抛运动通常水平向和竖直向分解。我们把和平抛运动类似，其中一方向是匀速直线运动，而与之垂直的方向做匀加速直线运动的物体运动类型叫做类平抛。

22、什么是线速度、角速度，它们有什么关系，它们与周期、频率又有什么关系？用它们描述圆周运动的快慢有什么区别？同一个转动物体上各点的线速度、角速度和向心加速度各有什么关系？皮带传动的两个轮上各点的线速度、角速度和向心加速度又各有什么关系？

答："角速度:连接运动质点和圆心的半径在单位时间内转过的弧度叫做“角速度”.角速度的单位是弧度/秒,读作弧度每秒.它是描述物体转动或一质点绕另一质点转动的快慢和转动方向的物理量。物体上任一点对定轴作圆周运动时的速度称为“线速度”(linear velocity)。它的一般定义是质点（或物体上各点）作曲线运动（包括圆周运动）时所具有的即时速度。它的方向沿运动轨道的切线方向，故又称切向速度。它是描述作曲线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲线运动时所具有的即时速度，其方向沿运动轨道的切线方向。角速度乘以半径即是线速度。既然角速度是运动物体单位时间内转过的弧度，而一周是2π，所以用2π除以角速度即是周期，而周期的倒数是频率，那么角速度等于2π乘以频率。

从周期来讲，两者都是一样的，如果用线速度描述圆周运动，则物体在轨迹上瞬时速度大小和方向可以体现，如果用角速度描述圆周运动，则可以表示转动快慢。

同一个转动物体上各点的线速度、角速度和向心加速度计算来说：

F = mv²/r，F=mω²r(v是线速度，ω是角速度)

a=v²/r=ω²r

传送带上一般有两个轮，无论怎样变化，只要抓住一点：同轴的两个轮子是角速度相同；由传送带连接的两个轮子是线速度相同。

23、什么是匀速圆周运动？它是匀速运动吗？质点做匀速圆周运动和变速圆周运动时受力有什么不同？向心力是它们所受的合力吗？你知道切向力和径向力吗？它们各起什么作用？

答：质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动就叫做“匀速圆周运动”。虽然在这里用“匀速”二字，但是这个匀速指的是速度大小，也就是速率，所以并不是匀速运动。质点做匀速圆周运动时，向心力是大小不变的，而做变速圆周运动时，向心力大小在变化。向心力并不是一个特有的力，而是物体所受几个外力的合力。切向力指物体作曲线运动时，在其轨道切线方向上所受到的力。它使物体获得切向加速度。径向力一般是指圆柱形物体上受的作用力，该作用力方向通过物体截面的圆心，且垂直于物体的轴线的力，或者球形物体上受的通过球心的力。

什么是向心加速度，它有几个表达式？什么是向心力？怎样选用向心力的表达式？什么是离心现象？为什么通常说做圆周运动的物体“需要”多大的向心力，而不说“受”多大的向心力？举出一些摩擦力、弹力、引力单独充当向心力的例子；举出一个力的分力充当向心力的例子；举出合力充当向心力的例子。

答：物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力（或外力沿半径指向圆心方向的分力）称为向心力。

公式：F向=mrω^2=mv^2/r=4π^2mr/T^2

由牛顿第二定律，力的作用会使物体产生一个加速度。向心力产生的加速度就是向心加速度。

方向：指向圆心。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。

公式：a=rω^2=v^2/r=4π^2r/T^2所有做曲线运动的物体都有向心加速度，向心加速度反映速度方向变化的快慢。

当题目中出现越多的物理量时选用相应的运算公式。

有时，物体做圆周运动时速度偏大，此时合外力无法提供此物体所需的向心力，就会出现物体远离运动圆心的情况，这就是离心运动。向心力是物体所受几个力的合力的代称，不是一个力，所以不能说受，而是所需。

摩擦力提供向心力例如在旋转面上做匀速圆周运动的物体；弹力提供向心力例如用绳子系着在水平光滑面上匀速圆周运动的物体；引力提供向心力例如地球卫星。

同时，例如圆锥摆，此时是绳子拉力的分力提供向心力。合力提供向心力就更多了。

正交分解法在圆周运动中也起到了重要作用，你知道如何使用它吗？自行车、汽车、火车、飞机在转弯时各是什么力充当的向心力？在转弯时超速行驶会有什么危险？你知道圆锥摆是怎么回事吗？非匀速圆周运动的临界问题是怎么回事？你能将它们按照绳子类、轻杆类进行分类总结吗？为什么我常说圆周运动和能量问题的结合是天衣无缝的？

答：由于做圆周运动的物体，其受力并不一定在它的运动平面上，所以在对物体进行受力分析之后往往要进行正交分解。对圆周运动进行分析时，建立的坐标系不是恒定不变的，而是在每一个瞬间建立坐标系。

建系方法：其坐标原点在做圆周运动的物体（视为质点）上，相互垂直的两个坐标轴中，一定有一个坐标轴的正方向沿着半径指向圆心。自行车等转弯时，利用重力的分力和摩擦力的合力充当向心力，所以一般大家在转弯时会身体倾斜。在转弯时超速行驶很可能因为物体所需的向心力过大而造成离心运动，出现危险事故。圆锥摆物体在竖直面上重力与绳子拉力的竖直向分力相平衡，水平面内由绳子拉力的水平向分力提供向心力。

非匀速圆周运动虽然速度和向心力大小不固定，但是物体的瞬时向心力依然可以通过向心力的计算公式得出，临界问题也就是要对其运动状态变化的点进行分析。

绳对物体的拉力,与重力方向相同，单轨作用与之相似。F+mg=mV²/rF=mV²/r-mg拉力总大于零mV²/r-mg>0V>√(gr)杆对物体,可能是拉力,也可能是支持力.与双轨作用相似。mg+F=mV²/r V越小,F越小.当F=0时,V>=(gr)mg-F=mV²/r V越小,F越大.当F=mg,V=0所以，最小速度为零。

圆周运动在运动过程中肯定有能量的存在，由向心力的公式很容易计算物体的动能值，同时运动的半径和角度结合，也能计算出重力势能，这样的话。所以，两者结合很密切。

万有引力定律的内容是什么？适用于什么样的两个物体之间？在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，失重是怎么回事？是不是真的没有重力？在那里哪些实验仪器不能用，哪些中学物理实验不能完成？

答：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。航天器进入预定轨道,开始绕地球做匀速圆周运动时,其向心加速度a等于地球在航天器轨道处产生的重力加速度g，即a=g，航天器内的物体受到的重力mg=物体随航天器做圆周运动所需的向心力ma，正因重力刚好提供向心力，所以重力没有多余的部分使物体去压航天器的内壁，物体处于完全失重状态。

航天器加速上升时处于超重状态,航天器减速下落时处于超重状态.航天器进入轨道,开始无动力飞行时（在地球引力作用下做匀速圆周运动时）处于完全失重状态。其中重力并不是不存在。在那里很多实验仪器不能用，比如天平和单摆等。中学实验比如用测力计测物重，单摆实验等是不可以做的。

如何计算做匀速圆周运动的卫星的加速度、向心加速度、所在处的重力加速度？如何用地球半径、地球表面的重力加速度求解地球质量？如何计算中心天体的质量、密度、不至于瓦解的最小自传周期？卫星的线速度、周期、角速度随轨道半径如何变化？它们的极值怎样？

答：一般题目中计算匀速圆周运动的卫星的加速度、向心加速度、所在处的重力加速度都给出地球质量用万有引力求，或者给定其线速度，角速度或者地球半径等。当我们知道地球半径r，地球表面的重力加速度g，求地球质量M时，可以根据：GMm/r2=mg，计算出：M=gr2/G。

计算中心天体的质量、密度、不至于瓦解的最小自传周期时也可以根据这个思路来。首先我们假设各种物理量，中心天体质量M、半径为r，密度为ρ，最小自转周期为T，则根据万有引力等于向心力。

G *Mm/R^2 ＝m( 2π /T)^2R解得M= 4π^2R^3/GT^2 又由于M=ρV=ρ（ 4/3πR^3）因而4π^2R^3 / GT^2 =ρ（4/3πR^2*πR^3）解得

Gρ=3π/T2

一般轨道越高的卫星角速度和线速度越小，加速度也越小，但周期越大。有心的小伙伴可以记下，作为一个快速结论。

什么是三个宇宙速度，第一宇宙速度有哪两个表达式？卫星的轨道具有什么样的共性？什么是同步轨道，它和赤道轨道是一回事吗？近地卫星、同步卫星、赤道上的物体有什么区别与联系？它们的线速度、角速度、向心加速度各有什么大小关系？

答：第一宇宙速度是每秒7.9千米/秒，物体如果达到7.9千米/秒的速度，它就会永远地绕地球运行而不会从天上掉下来，我们也之称为环绕速度；

第二宇宙速度是每秒11.2千米/秒，物体如果达到这个速度，将会逃离地球的束缚飞向星际空间，我们也之为脱离速度；

第三宇宙速度是每秒钟16.7千米/秒，若是要到太阳系外去旅行那就要达到这个速度。

第一宇宙速度：在以地球为半径的轨道上运行的速度，万有引力=向心力，；

第二宇宙速度：能脱离地球引力到达无穷远处的最小速度。此时在无穷远处总能量为零，根据机械能守恒1/2MV^2(动能)-GM/R(势能，是负的)=0 ；

第三宇宙速度：能脱离太阳的引力到达无穷远处的最小速度。这样只需把第二宇宙速度方程中地球的质量换成太阳的质量，地球半径换成地球公转轨道半径就行了。但不同的是，解出速度后，还要再减去地球的公转速度才是最终的第三宇宙速度；因为地球的公转已经提供了一定的动能了，况且发射速度都是相对于地球来说的。

设地球半径为R，地球质量为M，卫星质量为m，第一宇宙速度的轨道半径等于地球半径，GMm/r2=mv2/r

所以v2=GM/r

另外mv2/r=mg

所以v2=gr

地球卫星的轨道面都要过地心。

赤道轨道的特点是轨道倾角为0度,卫星在赤道上空运行.这种轨道有无数条,但其中的一条地球静止轨道具有特殊的重要地位.由于卫星飞行速度随距地面的高度而变化,轨道越高,速度越小,环绕周期越长,故由计算可知,当其在赤道上空35786公里高的圆形轨道上由西向东运行1周的时间,恰好是23小时56分4秒,正与地球自转一周的时间相同,这条轨道就被称为地球静止轨道.因为卫星环绕周期等于地球自转周期,两者方向又一致,故相互之间保持相对静止。

近地卫星指距离地球表面轨道很近的卫星，一般可以将其所受的万有引力和地面同质量物体看做相等。

同步卫星和赤道上的物体角速度相同，都是地球自转时间，相比近地卫星的运行周期要长。

一般轨道越高的卫星角速度和线速度越小，加速度也越小，但周期越大。但是赤道物体不是卫星，所以不能用这个规则衡量，要抓住其运转周期为地球自转周期。