一、勻速圓周運動
1.定義:物體的運動軌跡是圓的運動叫做圓周運動,物體運動的線速度大小不變的圓周運動即為勻速圓周運動。
2.特點:
①軌跡是圓;
②線速度、加速度均大小不變,方向不斷改變,故屬於加速度改變的變速曲線運動,勻速圓周運動的角速度恆定;
③勻速圓周運動發生條件是質點受到大小不變、方向始終與速度方向垂直的合外力;
④勻速圓周運動的運動狀態周而復始地出現,勻速圓周運動具有周期性。
3.描述圓周運動的物理量:
(1)線速度v是描述質點沿圓周運動快慢的物理量,是矢量;
其方向沿軌跡切線,國際單位制中單位符號是m/s,勻速圓周運動中,v的大小不變,方向卻一直在變;
(2)角速度ω是描述質點繞圓心轉動快慢的物理量,是矢量;國際單位符號是rad/s;
(3)周期T是質點沿圓周運動一周所用時間,在國際單位制中單位符號是s;
(4)頻率f是質點在單位時間內完成一個完整圓周運動的次數,在國際單位制中單位符號是Hz;
(5)轉速n是質點在單位時間內轉過的圈數,單位符號為r/s,以及r/min.
4.各運動參量之間的轉換關係:
模型一:共軸傳動
模型二:皮帶傳動
模型三:齒輪傳動
二、向心加速度
1.定義:任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向圓心,這個加速度叫向心加速度。
註:並不是任何情況下,向心加速度的方向都是指向圓心。
當物體做變速圓周運動時,向心加速度的一個分加速度指向圓心。
2.方向:在勻速圓周運動中,始終指向圓心,始終與線速度的方向垂直。
向心加速度只改變線速度的方向而非大小。
3.意義:描述圓周運動速度方向方向改變快慢的物理量。
4.公式:
5.兩個函數圖像:
三、向心力
1.定義:做圓周運動的物體所受到的沿著半徑指向圓心的合力,叫做向心力。
2.方向:總是指向圓心。
3.公式:
4.注意:
①向心力的方向總是指向圓心,它的方向時刻在變化,雖然它的大小不變,但是向心力也是變力。
②在受力分析時,只分析性質力,而不分析效果力,因此在受力分析是,不要加上向心力。
③描述做勻速圓周運動的物體時,不能說該物體受向心力,而是說該物體受到什麼力,這幾個力的合力充當或提供向心力。
四、變速圓周運動的處理方法
1.特點:線速度、向心力、向心加速度的大小和方向均變化。
2.動力學方程:合外力沿法線方向的分力提供向心力:
合外力沿切線方向的分力產生切線加速度:FT=mωaT。
3.離心運動:
(1)當物體實際受到的沿半徑方向的合力滿足F供=F需=mω2r時,物體做圓周運動;
當F供<F需=mω2r時,物體做離心運動。
(2)離心運動並不是受「離心力」的作用產生的運動,而是慣性的表現,是F供<F需的結果;
離心運動也不是沿半徑方向向外遠離圓心的運動。
▐來源:本文綜合來源於網絡,如有侵權,請及時聯繫刪除!
▐ 標籤:高考物理 備戰高考
▐ 更多內容請關注微信公眾號平臺:高考物理ID:gkwl100
點擊「閱讀原文」,做學霸!