匀速圆周运动知识点.doc

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资源描述

1、成都四中1总结:匀速圆周运动知识点一.基本概念:1 匀速圆周运动(1)定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的弧长相等,就称质点作匀速圆周运动(2)条件:a.有一定的初速度b.受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用(即向心力)(3)特点:速度大小不变,方向时刻改变(4)描述匀速圆周运动的物理量:a.线速度:大小不变,方向时刻改变,单位是 m/s, 是矢量。b.角速度: 恒定不变,是矢量, (方向可由右手螺旋定则确定,高中不要求掌握)单位 rad/sc.周期:标量,单位:sd.转速:单位时间物体转过的圈数标量,符号:n单位:r/s 或 r/mine.频率:质点在单位时间完成圆周运动的

2、周数标量,符号:f单位:Hz(5)注意:a.匀速圆周运动是非匀变速曲线运动b.“匀速”应理解为“匀速率”不能理解为“匀速度”c.合力不为零,不能称作平衡状态2.向心力:(1)定义:做匀速圆周运动的物体所受到的合力指向圆心,叫向心力。(2)特点:指向圆心,大小不变,方向时刻改变,是变力。F 向 =F 合(3)作用:只改变速度大小,不改变方向(4)注意:a.是一种效果力, 它可以由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可以由它们的合力提供。 b.“向心力”只是说明做圆周运动的物体需要一个指向圆心方向的力,而并非物体又受到一个“新的性质” 的力。即在受力分析时,向心力不能单独作为一种力。c.变速圆周运动的

3、向心力不等于合力,合力也不一定指向圆心。3向心加速度(1)定义:由向心力产生的加速度(2)特点:指向圆心,大小不变,方向时刻改变,是矢量。4提供的向心力:通过受力分析求出来的,沿半径方向指向圆心的力,匀速圆周运动中 F 需向 =F 合5需要的向心力:根据物体实际运动时的质量 m、半径 r、线速度 v(或角速度 w)求出的向心力F 提 =mrw2=mrv2/r6离心现象(1)做圆周运动物体的运动特点:做圆周运动的物体由于本身的惯性,总有沿圆周切线飞出的倾向。成都四中2(2)概念:在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就会做靛渐远离圆心的运动,这种现象称为离心现象。(3)特别

4、注意:a. 物体做离心运动并不是受到了什么所谓的“离心力”作用(准确讲没离心力这个概念)b. 产生离心运动的根本原因是由于物体的惯性。c. 离心现象既有利又有害,要注意利用和防止。二基本公式1线速度: 2lrvtTn2角速度: t3转速(n)频率(f)周期三者的关系:n=f 1Tfn4线速度与角速度、半径 r 的关系:v=r5向心力:22nvFmamrT6向心加速度: , 22nr三典型应用:1皮带传动问题:在皮带不打滑的情况下(1)皮带传动的两个轮缘(即同一皮带)上各点的线速度相等,角速度与半径成反比, 即大轮转的慢,小轮转的快r12(2)绕同轴转动(即同一轮上)的物体上各个点的角速度相等,

5、线速度与半径成正比。即离轴越远转的越快。 v212汽车过桥问题:(1)过平桥:支持力等于重力大小 mgF支(2)过凸桥:最高点有失重现象。a.Fmg支向 b.最大速度: rvaxc.安全速度: g(3)过凹桥:最低点有超重现象。m支向成都四中33火车转弯类问题(1)外轨高于内轨时:a.理想速度:.轮缘与内外轨均无侧压力,由重力与支持力的合力提供向心力时的速度,这时有:tanmgF向 tan0gRvb.当 ,内轨对轮缘有侧压力。R实c.当 ,外轨对轮缘有侧压力。ta实(2)内外轨水平:向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损4汽车转弯类问题(1)水平路面上:a.由静摩擦力提供向心力: fF

6、静向 b.最大静摩擦力提供最大速度: gRvmaxC.安全速度: gR安(2)外高内低路面上(车与路面间没有侧向摩擦力):a.重力与支持力合力提供向心力 tang向b.最大速度: tanmaxgRvb.安全速度: 安5.竖直平面内的圆周运动(1)模型 1:无支撑模型(如图)注意:绳对小球只能产生沿绳收缩方向的拉力 a.临界条件即小球到达最高点的最小速度:绳子或轨道对小球没有力的作用,由重力提供向心力:v 临界 = Rgb,能过最高点的条件:v Rg成都四中4当 V 时,绳对球产生拉力,轨道对球产生压力方向均指向圆心。Rgc.不能过最高点的条件:V V 临界 (实际上球还没到最高点时就 脱离了轨

7、道)(2)模型 2:有支撑模型(如图)注意:杆与绳不同,杆对球既能产生拉力,也能对球产生支持力a.当 v= 时,由重力提供向心力,杆或轨道对小球无作用力即 N0Rgb. 小球到达最高点的最小速度为零即 v0,这时支持力等于重力大小即 Nmgc. 当 0v 时, 杆或轨道对小球有向外的作用力 N(方向背离圆心) ,N 随 v 增大而减小,且 mgN0 d.当 v 时,杆或轨道对小球有向内的作用力 N(方向指向圆心) ,并 N 随 v 的增大而增Rg大。6.离心运动与近心(向心)运动:如图所示:(1)当 F 供 =F 需 即 F 提 =mRw2 时,物体做匀速圆周运动。(2)当 F 供 F 需 即 F 提 mRw2 时,物体做靠近圆心的向心运动,运动半径将逐渐减小(3)当 F 供 F 需 即 F 提 mRw2 时,物体做远离圆心的曲线运动,运动半径将逐渐增大。(4)当提供的向心力突然消失即 F 供 =0 时,物体将沿圆的切线方向飞出四解决匀速圆周运动的基本方法1选择研究对象,根据转轴确定转动圆心,找到半径2受力分析,找到向心力。3根据向心力公式建立方和求解。

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