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高中物理同步补习辅导-高中物理圆周运动及向心力知识点
高中资讯    作者:高中物理   2021-02-01

一、匀速圆周运动

1.定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动,物体运动的线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动。

2.特点:

①轨迹是圆;

②线速度、加速度均大小不变,方向不断改变,故属于加速度改变的变速曲线运动,匀速圆周运动的角速度恒定;

③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力;

④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现,匀速圆周运动具有周期性。

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3.描述圆周运动的物理量:

(1)线速度v是描述质点沿圆周运动快慢的物理量,是矢量;

其方向沿轨迹切线,国际单位制中单位符号是m/s,匀速圆周运动中,v的大小不变,方向却一直在变;

(2)角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量,是矢量;国际单位符号是rad/s;

(3)周期T是质点沿圆周运动一周所用时间,在国际单位制中单位符号是s;

(4)频率f是质点在单位时间内完成一个完整圆周运动的次数,在国际单位制中单位符号是Hz;

(5)转速n是质点在单位时间内转过的圈数,单位符号为r/s,以及r/min.

4.各运动参量之间的转换关系:

模型一:共轴传动

模型二:皮带传动

模型三:齿轮传动

二、向心加速度

1.定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫向心加速度。

注:并不是任何情况下,向心加速度的方向都是指向圆心。

当物体做变速圆周运动时,向心加速度的一个分加速度指向圆心。

2.方向:在匀速圆周运动中,始终指向圆心,始终与线速度的方向垂直。

向心加速度只改变线速度的方向而非大小。

3.意义:描述圆周运动速度方向方向改变快慢的物理量。

4.公式:

5.两个函数图像:

三、向心力

1.定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。

2.方向:总是指向圆心。

3.公式:

4.注意:

①向心力的方向总是指向圆心,它的方向时刻在变化,虽然它的大小不变,但是向心力也是变力。

②在受力分析时,只分析性质力,而不分析效果力,因此在受力分析是,不要加上向心力。

③描述做匀速圆周运动的物体时,不能说该物体受向心力,而是说该物体受到什么力,这几个力的合力充当或提供向心力。

四、变速圆周运动的处理方法

1.特点:线速度、向心力、向心加速度的大小和方向均变化。

2.动力学方程:合外力沿法线方向的分力提供向心力:

合外力沿切线方向的分力产生切线加速度:FT=mωaT。

3.离心运动:

(1)当物体实际受到的沿半径方向的合力满足F供=F需=mω2r时,物体做圆周运动;

当F供

(2)离心运动并不是受“离心力”的作用产生的运动,而是惯性的表现,是F供

离心运动也不是沿半径方向向外远离圆心的运动。

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