高中物理-匀速圆周运动.docx

《高中物理-匀速圆周运动.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、【知识梳理】一、匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。（举例：电风扇转动时，其上各点所做的运动；地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。）注意：匀速圆周运动是变速曲线运动，匀速圆周运动的轨迹是圆，是曲线运动，运动的速度方向时刻在变化，因而匀速圆周运动不是匀速运动，而是变速曲线。“匀速”二字仅指在相等的时间里通过相等的弧长。二、线速度：物体做匀速圆周运动时，通过的弧长S与时间t的比值就是线速度的大小。用符号v表示：Svt1、线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。2、线速度是矢量，它既有大小，也有方向．线速度的方向---

2、--在圆周各点的切线方向上．3、匀速圆周运动的线速度不是恒定的，方向是时刻变化的三、角速度：圆周半径转过的角度与所用时间t的比值。用表示：公式：单位：rad/st匀速圆周运动的快慢也可以用角速度来描述。物体在圆周上运动得越快，连接运动物体和圆心的半径在同样的时间内转过的角度就越大。对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度是恒定。注意：同一条链子或绳子上的线速度相同，同一个轮子上的角速度相同。两交合轮边缘上的线速度大小相等四、周期和频率匀速圆周运动是一种周期性的运动．周期（T）：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间，单位是s。周期也是描述匀速圆周运动快慢的物理量，周期长运动慢，周期短运动

3、快。频率（f）：物体ls由完成匀速圆周运动的圈数，单位是赫兹，记作“Hz”．周期和频率互为倒数．频率也是描述匀速圆周运动快慢的物理量，频率低运动慢，频率高运动快。f1T转速n：做匀速圆周运动的物体单位时间内转过的圈数叫转速。单位是r/s、r/min。五、线速度、角速度、周期间的关系1、定性关系三个物理量都是描述匀速圆周运动的快慢，匀速圆周运动得越快，线速度越大、角速度越大、周期越小．2、定量关系设想物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，则在一个周期内转过的弧长为2r，转过的角度为2，因此有2r2v，TT比较可知：v＝ωr＝2πnr＝2πfr结论：由v＝rω知，当v一定时，ω与r成反比

4、；当ω一定时，v与r成正比；当r一定时，v与ω成正比。a物体在圆周上运动六、匀速圆周运1、定义：动的向心力b在相等的时间通过相等的弧长2、描述快慢的物理量①是按力的作s用效果来命名的力，（1）线速度a:v;b:矢量；c:单位：m/st它不是具有确定性匀速圆周运动（2）角速度a:wt；b:单位（3）周期T（4）频率f质的某种力，相反，任何性质的力都可以作为向心力。例3、关系：v2r;vr;T2;T1Tf如，小铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静止的原因是，静摩擦力充当向心力，若圆盘是光滑的，就必须用线细拴住小铁块，才能保证小铁块同圆盘一起做匀速转动，这时向心力是由细线的拉力提供。②向心

5、力的作用效果是改变线速度的方向。做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为向心力，它是产生向心加速度的原因，其方向一定指向圆心，是变化的（线速度大小变化的非匀速圆周运动的物体所受的合外力不指向圆心，它既要改变速度方向，同时也改变速度的大小，即产生法向加速度和切向加速度）。③向心力可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力。例如，用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动到最低点时，其向心力由绳的拉力和重力（F向T拉mg）两个力的合力充当。而在圆锥摆运动中，小球做匀速圆周运动的向心力则是由重力的分力（F向mgtan，其中为摆线与竖直轴的夹角）充当，因此决不能在受力分析时沿圆心方向多加一

6、个向心力。④物体做匀速圆周运动所需向心力大小可以表示为：Fmamr2mr2mr4T22⑤匀速圆周运动中向心力的特点由于匀速圆周运动仅是速度方向发生变化而速度大小不变，故只存在向心加速度，物体受的外力的合力就是向心力，可见，合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直指向圆心，是物体做匀速圆周运动的条件。竖直平面内的圆周运动的分析法物体受重力作用的影响，能否在竖直平面内做圆周运动，关键在于分析物体通过最高点时的临界条件，下面就几种模型进行讨论。1、没有物体支承的小球，在竖直平面作圆周运动过最高点的情况。注：绳对小球只能产生沿绳收缩方向的拉力（1）临界条件：绳子或轨道对小球没有力的作用。mg

7、mv2v临界RgR注意：如果小球带电，且空间存在电、磁场时，临界条件应是小球重力、电场力和洛仑兹力的合力作为向心力，（2）能过最高点的条件：v≥Rg，当v＞Rg时，绳对球产生向下的拉力，轨道对球产生向下的压力。2、有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况。（或光滑硬管对小球的弹力情况）注：杆与绳不同，杆对球既能产生拉力，也能对球产生支持力。（1）临界条件：由于硬杆和管壁的支撑作用，小球恰能达最高点的临界速度v临界=0（2）小球过最高点时，轻杆对