物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件
物體有一定的初速度,且受到一個(gè)大小不變方向始終跟速度垂直的力的作用。
根據(jù)牛一定律.受力平衡的物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小不變,但是方向時(shí)刻在改變.受力不平衡,總體而言,物體受到的合力提供向心力.
高中主要考察水平面或者豎直面.
勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式
1、v(線速度)=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrn (S代表弧長(zhǎng),t代表時(shí)間,r代表半徑,n代表轉(zhuǎn)速)
2、ω(角速度)=Δθ/Δt=2π/T=2πn (θ表示角度或者弧度)
3、T(周期)=2πr/v=2π/ω=1/n
4、n(轉(zhuǎn)速)=1/T=v/2πr=ω/2π
5、Fn(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2n^2
6、an(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2
7、vmin=√gr (過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的條件)
8、fmin (過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的對(duì)桿的壓力)=mg-√gr(有桿支撐)
9、fmax (過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的對(duì)桿的拉力)=mg+√gr(有桿)
線速度 v
、僖饬x:描述質(zhì)點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量,線速度越大,質(zhì)點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)越快。
、诙x:線速度的大小等于質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)s與所用時(shí)間t的比值。
、蹎挝唬簃/s。
、苁噶浚悍较蛟趫A周各點(diǎn)的切線方向上。
⑤就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
⑥質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小不變,但方向時(shí)刻在改變,故其線速度不是恒矢量。
、哌吘壪噙B接的物體,線速度相同。
角速度 ω
① 定義:連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑(動(dòng)半徑)轉(zhuǎn)過(guò)的角度跟所用時(shí)間的比值,叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。
、趩挝唬簉ad/s(弧度每秒)。
、凼噶(中學(xué)階段不討論,用<安培右手定則>可判斷方向,例如:當(dāng)其在水平面上順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度方向豎直向下)。
、苜|(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),角速度ω恒定不變。
、萃晃矬w上任意兩點(diǎn),除旋轉(zhuǎn)中心外,角速度相同。
周期 T
①定義:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期。
、趩挝唬簊(秒)。
、蹣(biāo)量:只有大小,沒(méi)有方向。
④意義:定量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。半徑相等時(shí),周期長(zhǎng)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得慢,周期短說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得快。
、葙|(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),周期恒定不變。
頻率 f
、俣x:周期的倒數(shù)(每秒內(nèi)完成周期性運(yùn)動(dòng)的次數(shù))叫頻率。
、趩挝唬篐z(赫)。
、蹣(biāo)量:只有大小,沒(méi)有方向。
④意義:定量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,頻率高說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得快,頻率低說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得慢。
⑤質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),頻率恒定不變。
轉(zhuǎn)速 n
、俣x:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。
、趩挝唬涸趪(guó)際單位制中為r/s(轉(zhuǎn)每秒);常用單位為r/min(轉(zhuǎn)每分)。1 r/s=60 r/min。(注:r=round 英:圈)
、蹣(biāo)量:只有大小,沒(méi)有方向。
④意義:實(shí)際中定量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,轉(zhuǎn)速高說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得快,轉(zhuǎn)速低說(shuō)明運(yùn)動(dòng)得慢。
⑤質(zhì)點(diǎn)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)速恒定不變。