高一物理匀速圆周运动知识点及习题(8页).doc
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1、-第 1 页高一物理匀速圆周运动知识点及习题-第 2 页高一物理匀速圆周运动知识介绍质点沿圆周运动,如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等,匀速圆周运动,这种运动就叫做“匀速圆周运动”,匀速圆周运动是圆周运动中,最常见和最简单的运动(因为速度是矢量,所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动)。天体的匀速圆周运动定义定义质点沿圆周运动,如果在任意相等的时间里通过的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”,亦称“匀速率圆周运动”。因为物体作圆周运动时速率不变,但速度方向随时发生变化。所以匀速圆周运动的线速度是无时不刻不在变化的。匀速圆周运动运动条件运动条件物体
2、作匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变速运动。又由于作匀速圆周运动时,它的向心加速度的大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变加速运动。“匀速圆周运动匀速圆周运动”一词中的一词中的“匀速匀速”仅是仅是速率不变的不变的意思。意思。做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,而且加速度不断改变,因其加速度方向在不断改变,其运动轨迹是圆,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心。做变速圆周运动的物体总能分解出一个指向圆心的加速度,我们将方向时刻指向圆心的加速度称为向心加速度。-第 3 页公式解析公式解析计算公式计算公式1、v(线速度)
3、=S/t=2r/T=r=2rf(S 代表弧长,t 代表时间,r 代表半径,f 代表频率)2、(角速度)=/t=2/T=2n(表示角度或者弧度)3、T(周期)=2r/v=2/4、n(转速)=1/T=v/2r=/25、Fn(向心力)=mr2=mv2/r=mr42/T2=mr42f26、an(向心加速度)=r2=v2/r=r42/T2=r42n27、vmax=gr(过最高点时的条件)8、fmin(过最高点时的对杆的压力)=mg-gr(有杆支撑)9、fmax(过最低点时的对杆的拉力)=mg+gr(有杆)向心力公式的推导向心力公式的推导设一质点在 A 处的运动速度为 Va,在运动很短时间t 后,到达 B
4、 点,设此时的速度为 Vb由于受向心力的作用而获得了一个指向圆心相关图片速度v,在v 与 Va 的共同作用下而运动到 B 点,达到 Vb 的速度则矢量 Va+矢量v=矢量 Vb,矢量v=矢量 Vb-矢量 Va用几何的方法可以得到 Va 与 Vb 的夹角等于 OA 与 OB 的夹角,当t 非常小时v/v=s/r(说明:由于质点做匀速圆周运动,所以 Va=Vb=v,s 表示弧长,r 表示半径)所以v=sv/rv/t=s/t*v/r,其中v/t 表示向心加速度 a,s/t 表示线速度所以 a=v2/r=r2=r42/T2=r42n2F(向心力)=ma=mv2/r=mr2=mr42/T2-第 4 页物
5、理介绍物理介绍描述匀速圆周运动快慢的物理量:线速度线速度 v意义:描述质点沿圆弧运动的快慢,线速度越大,质点沿圆弧运动越快。定义:线速度的大小等于质点通过的弧长 s 与所用时间 t 的比值。单位:m/s。矢量:方向在圆周各点的切线方向上。就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。质点做匀速圆周运动时,线速度大小不变,但方向时刻在改变,故其线速度不是恒矢量。边缘相连接的物体,线速度相同。角速度角速度 定义:连接质点和圆心的半径(动半径)转过的角度跟所用时间的比值,叫做匀速圆周运动的角速度。单位:rad/s(弧度每秒)。矢量(中学阶段不讨论)。质点做匀速圆周运动时,角速度恒定不变。同一物体上,角速度相同。
6、周期周期 T定义:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。单位:s(秒)。标量:只有大小。意义:定量描述匀速圆周运动的快慢。周期长说明运动得慢,周期短说明运动得快。质点做匀速圆周运动时,周期恒定不变。频率频率 f-第 5 页定义:周期的倒数(每秒内完成周期性运动的次数)叫频率。单位:Hz(赫)。标量:只有大小。意义:定量描述匀速圆周运动的快慢,频率高说明运动得快,频率低说明运动得慢。质点做匀速圆周运动时,频率恒定不变。转速转速 n定义:做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。单位:在国际单位制中为 r/s(转每秒);常用单位为 r/min(转每分)。1 r/s=60 r/min。(注:r=
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