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必修2第二章《 圆周运动》知识要点
高一必修2《第二章 圆周运动》知识要点一、圆周运动01.定义:物体的运动轨迹是圆周的运动,叫做圆周运动。
02.条件:物体受到向心力的作用 向心力始终与速度方向垂直,沿半径指向圆心。
03.特点:⑴、物体上各点围绕某点(即圆心)或某一轴线转动⑵、瞬时速度方向时刻改变——圆周运动是一种变速运动⑶、运动轨迹(或相对起点的位移)具有重复性(周期性)二、匀速圆周运动01.定义:运动速度大小恒定的圆周运动,叫做匀速圆周运动。
(有多种定义) 02.描述物理量设R 为圆周运动的轨道半径,φ为半径转过的圆心角,N 为圆周运动的圈数。
⑴.线速度:V=t S =TR π2 =R ω 单位:m/s ⑵.角速度:ω=t ϕ=Tπ2=2n π 单位:rad/s ⑶.周期:T=ωπ2=n1 单位:s ⑷.转速:n=tN 单位:r/s 或r/min 03.匀速圆周运动的特点:F (或a )和V 的大小、ω、T 、n 恒定不变,但F (或a )和V 的方向时刻改变。
04.特性:同一转动物体上各点的角速度相同 ★:传动装置中,两转动物体边缘上各处的线速度大小相等。
三、向心力01.定义:使物体做圆周运动的力,叫做向心力。
02.特点:是效果力,不是性质力,方向时刻改变。
03.作用:只改变V 的方向,不改变V 的大小。
04.大小:F==ma 2ϖmr =r V m 2=ϖmV =224T mr π=mr n 224π 注意:⑴当m 、V 不变时,F ∝r1 ;⑵当m 、ω不变时,F ∝r 05.方向:总是沿半径指向圆心06.来源:来源于某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力四、向心加速度01.定义:由向心力产生的加速度,叫做向心加速度。
02.大小:a=2ϖr =r V 2=ϖV =r T 224π =r n 224π 注意:⑴当V 不变时,a ∝r1 ;⑵当ω不变时,a ∝r 03.方向:总是沿半径指向圆心04.意义:反映V 方向改变的快慢五、分析和解决匀速圆周运动问题的步骤01.明确研究对象,确定圆心位置及半径大小;02.对研究对象进行受力分析03.找出向心力的来源及大小;04.代入向心力公式列出方程05.结合其它条件列出相关方程;06.解联合方程组,求出所求物理量。
高一物理圆周运动知识点
高一物理圆周运动知识点高一物理圆周运动知识点详解圆周运动是高中物理中的重要内容之一,它是描述物体在圆周轨道上运动的一种运动形式。
了解圆周运动的基本原理,对于解决相关物理问题具有重要的意义。
接下来,我们将分别从圆周运动的定义、力学分析和自由落体问题等方面,进行详细的论述。
1. 圆周运动的定义圆周运动是指物体沿着圆周轨道运动的过程。
在圆周运动中,物体的速度大小保持不变,而速度的方向则随着时间不断改变,指向圆心。
由此可知,圆周运动是一种变速运动。
2. 圆周运动的力学分析在进行圆周运动的物体上,必然存在向圆心指向的向心力。
向心力是维持物体做圆周运动的力。
根据牛顿第二定律,向心力与物体的质量和加速度有关。
所以,物体的向心加速度可以通过向心力与物体质量之间的关系来确定。
3. 向心力与圆周运动的关系向心力与圆周运动的关系可以用向心加速度的表达式来描述。
根据牛顿第二定律和向心加速度的定义,我们可以得到向心力与圆周运动半径和物体质量的关系公式:F = m·a_c = m·v^2/ r其中,F表示向心力,m表示物体的质量,v表示物体的速度,r表示圆周运动的半径,a_c表示向心加速度。
4. 圆周运动与自由落体问题在圆周运动中,物体绕圆心做匀速圆周运动时,当它与其他物体处于同一圆周轨道时,这两个物体之间的相互作用力可以使它们保持匀速运动。
这里与圆周运动相关的自由落体问题是指当物体在竖直方向上做圆周运动时,其重力与向心力之间的平衡问题。
5. 圆周运动的应用圆周运动在生活和科学研究中有着广泛的应用。
例如,在机械运动中,很多机器的旋转部分都是通过圆周运动来实现的;在天文学中,行星绕着太阳做圆周运动,卫星绕地球做圆周运动。
综上所述,圆周运动是高一物理中一个重要的知识点。
通过深入理解圆周运动的定义、力学分析、与自由落体问题的关系以及应用等方面,我们可以更好地解决和应用这一知识点。
深入学习圆周运动,不仅有助于提高物理学习的能力,也能拓宽我们对物理学的认识。
(完整版)高一物理必修2圆周运动复习知识点总结及经典例题详细剖析
匀速圆周运动专题从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。
(一)基础知识1. 匀速圆周运动的基本概念和公式(1)线速度大小,方向沿圆周的切线方向,时刻变化;(2)角速度,恒定不变量;(3)周期与频率;(4)向心力,总指向圆心,时刻变化,向心加速度,方向与向心力相同;(5)线速度与角速度的关系为,、、、的关系为。
所以在、、中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而还和有关。
2. 质点做匀速圆周运动的条件(1)具有一定的速度;(2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。
合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。
3. 向心力有关说明向心力是一种效果力。
任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。
做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。
(二)解决圆周运动问题的步骤1. 确定研究对象;2. 确定圆心、半径、向心加速度方向;3. 进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向;4. 根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。
基本规律:径向合外力提供向心力(三)常见问题及处理要点1. 皮带传动问题例1:如图1所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()A. a点与b点的线速度大小相等B. a点与b点的角速度大小相等C. a点与c点的线速度大小相等D. a点与d点的向心加速度大小相等图1解析:皮带不打滑,故a、c两点线速度相等,选C;c点、b点在同一轮轴上角速度相等,半径不同,由,b点与c点线速度不相等,故a与b线速度不等,A错;同样可判定a与c角速度不同,即a与b角速度不同,B错;设a点的线速度为,则a点向心加速度,由,,所以,故,D 正确。
高一物理圆周运动的相关知识点
高一物理圆周运动的相关知识点圆周运动是物理学中的重要内容之一,它有着广泛的应用领域。
本文将介绍高一物理学习中与圆周运动相关的知识点,包括圆周运动的基本概念、运动规律以及一些实际应用。
一、圆周运动的基本概念圆周运动是指物体沿着固定半径的圆周轨道运动的一种形式。
在圆周运动中,物体所受到的合力始终指向轴心,使得物体保持在圆周上匀速运动。
这种运动可以用一些特殊的物理量来描述。
1. 角度角度是描述圆周运动位置关系的一个重要概念。
我们常用角度来衡量物体在圆周上所处的位置。
一圈对应的角度是360度,当物体运动一半圆周时,所对应的角度是180度。
2. 弧长弧长是圆周上两个位置之间的路径距离。
弧长与角度之间存在一定的关系,公式为:弧长 = 半径 ×弧度。
其中弧度是指圆周上的一个角度对应的弧长与半径的比值。
3. 角速度和角加速度角速度是指单位时间内物体运动的角度,通常用符号ω表示,公式为:ω = Δθ / Δt。
角加速度是指单位时间内的角速度变化率,通常用符号α表示,公式为:α = Δω / Δt。
二、圆周运动的运动规律圆周运动遵循一些基本的运动规律,这些规律对于解析和计算圆周运动的物理量十分重要。
1. 向心加速度在圆周运动中,物体所受到的合力指向轴心,这个合力会产生向心加速度。
向心加速度的大小可以用公式 ac = v² / R 来计算,其中v为物体的速度,R为圆周半径。
2. 牛顿第二定律在圆周运动中的应用牛顿第二定律 F = ma 在圆周运动中也适用。
对于处于圆周运动的物体,需要将合力分解为径向力和切向力两个分量来计算。
3. 圆周运动的力学能量在圆周运动中,存在着势能和动能的转换。
当物体沿圆周运动时,可能会发生重力势能转化为动能的情况。
三、圆周运动的实际应用圆周运动在日常生活和工程领域都有着广泛的应用。
1. 离心力与离心机离心力是圆周运动中的一种力,我们常见的离心机就是利用离心力分离混合物中不同密度成分的设备。
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匀速圆周运动专题从现行高中知识体系来看,匀速圆周运动上承牛顿运动定律,下接万有引力,因此在高一物理中占据极其重要的地位,同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。
(一)基础知识1.匀速圆周运动的基本概念和公式(1)线速度大小••::,方向沿圆周的切线方向,时刻变化;(2 )角速度- 「,恒定不变量;7 = -(3)周期与频率F =—=喘心(4)向心力』,总指向圆心,时刻变化,向心加速度方向与向心力相同;(5)线速度与角速度的关系为卩二测,"、e、7、了的关系为。
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2.质点做匀速圆周运动的条件(1)具有一定的速度;(2)受到的合力(向心力)大小不变且方向始终与速度方向垂直。
合力(向心力)与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。
3.向心力有关说明向心力是一种效果力。
任何一个力或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以认为是向心力。
做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合力,总是指向圆心;做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变,所以向心力不一定是物体所受的合外力。
(二)解决圆周运动问题的步骤1.确定研究对象;2.确定圆心、半径、向心加速度方向;3.进行受力分析,将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向;4•根据向心力公式,列牛顿第二定律方程求解。
基本规律:径向合外力提供向心力爲二用向(三)常见问题及处理要点1.皮带传动问题例1:如图1所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r, a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的向心加速度大小相等解析:皮带不打滑,故a、c两点线速度相等,选C; c点、b点在同一轮轴上角速度相等,半径不同,由V =产®,b点与c点线速度不相等,故a与b线速度不等,A错;同样可判定a与c角速度不同,即a与b角速度不同,B错;设a点的线速度为v,则a点向心加速度"厂匚,由叫二加血,所以%"匕“叫,故% =正确。
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圆周运动知识点总结1.描述圆周运动的物理量圆周运动的定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动。
(1)线速度①定义:质点沿圆周运动所通过的弧长Δl 与所需时间Δt 的比值,即单位时间所通过的弧长,叫做线速度。
②物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
③定义式:v=Δl/Δt④单位:在国际单位制中,线速度的单位是米每秒,符号是m/s 如果Δt 取得很小,v 就为瞬时线速度,此时的Δs 方向就与半径垂直,即沿该点的切线方向。
(2)角速度①定义:做圆周运动的质点,连接质点和圆心的半径所转过的角度与所用时间的比值,即单位时间所转过的角度就是质点的角速度。
②物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢。
③定义式:ω=Δθ/Δt④单位:在国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s (3)周期T ,频率f 和转速n周期:做圆周运动的物体运动一周所用的时间,用符号T 表示,在国际单位制中,周期的单位是秒(s )。
频率:做圆周运动的物体在1秒内沿圆周绕圆心转过的圈数,用符号f 表示,在国际单位制中,频率的单位是赫兹(Hz )转速:做圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,用符号n 表示,单位有转每秒(r/s )或转每分(r/min ),其国际单位制单位为弧度每秒。
当单位时间取1秒时,f=n (4)线速度、角速度、周期、转速之间的关系:①线速度与角速度的关系:R v ②角速度与周期的关系:T 2③线速度与周期的关系:T Rv 2④周期和转速的关系:n T 1⑤角速度与转速的关系:n2(5)向心加速度①定义:做匀速圆周运动的物体的加速度总指向圆心,这种加速度称为向心加速度。
②物理意义:描述线速度方向改变的快慢。
③大小:④方向:总是沿着圆周运动的半径指向圆心,(6)向心力①定义:做匀速圆周运动的物体受到的合力方向总是指向圆心的,这个合力叫做向心力。
②大小:Rm R mvF 22③方向:总是沿着半径指向圆心,方向时刻改变,所以向心力是变力。
高三物理圆周运动知识点
高三物理圆周运动知识点物理学中的圆周运动是指物体在一个固定轴周围旋转的运动形式。
在高三物理学习中,圆周运动是一个重要的知识点。
本文将从圆周运动的定义和基本概念、圆周运动的速度和加速度、圆周运动的牛顿定律以及圆周运动的应用等方面进行阐述。
1. 圆周运动的定义和基本概念圆周运动指物体以固定轴为中心,绕该轴进行旋转运动。
在圆周运动中,存在两个重要的角度:弧度和角速度。
- 弧度:弧度是描述圆周上任意弧长与半径之间关系的单位。
1弧度等于圆的半径所对应的弧长。
- 角速度:角速度是描述物体在圆周上旋转速度的物理量。
角速度的单位是弧度每秒(rad/s)。
2. 圆周运动的速度和加速度圆周运动的速度是指物体在圆周运动过程中沿圆弧方向的变化率,由物体周围中心轴旋转所引起。
- 切线速度:切线速度是指物体在圆周运动中,沿圆弧切线方向的速度。
切线速度与圆周运动的半径和角速度有关。
- 角速度和角加速度:角速度是描述物体在圆周上旋转的速度,而角加速度是描述物体在圆周运动中的加速度。
3. 圆周运动的牛顿定律牛顿定律适用于描述圆周运动中物体的受力和加速度之间的关系。
- 牛顿第一定律:在没有外力作用下,物体将沿直线或圆周运动保持匀速度或静止状态。
- 牛顿第二定律:圆周运动的物体受到一个向心力,该力的大小等于物体的质量与向心加速度的乘积。
- 牛顿第三定律:物体之间的相互作用力具有相互作用、大小相等、方向相反的特点。
4. 圆周运动的应用圆周运动的知识在日常生活和工程领域中有着广泛的应用。
- 火车转弯:在列车的转弯过程中,列车会沿着一个半径较大的圆周路径运动,这时需要考虑列车的速度、半径和转弯的角度等因素。
- 环形公路车辆转弯:在环形公路上,车辆需要根据转弯半径和速度来调整转弯时所需的力度和方向。
- 高速旋转机械设备:高速旋转的机械设备,如风力发电机、离心机等,需要对其进行动力学和动力学分析,以确保其安全运行和性能优化。
综上所述,高三物理圆周运动是物理学中的重要知识点,掌握圆周运动的定义和基本概念、速度和加速度、牛顿定律以及应用等内容对于理解和解决相关问题具有重要意义。
(完整版)圆周运动知识点总结
曲线运动 圆周运动---章节知识点总结§1 曲线运动1、曲线运动:轨迹是曲线的运动分析学习曲线运动,应对比直线运动记忆,抓住受力这个本质。
2、分类:平抛运动 圆周运动 3、曲线运动的运动学特征: (1)轨迹是曲线(2)速度特点:①方向:轨迹上该点的切线方向 ②可能变化可能不变(与外力有关)4、曲线运动的受力特征 ①F 合不等于零②条件:F 合与0v 不在同一直线上(曲线);F 合与0v 在同一直线上(直线)例子----分析运动:水平抛出一个小球对重力进行分解:x g 与A v 在同一直线上:改变A v 的大小 y g 与A v 为垂直关系:改变A v 的方向③F 合在曲线运动中的方向问题:F 合的方向指向轨迹的凹面 (请右图在箭头旁标出力和速度的符号) 5、曲线运动的加速减速判断(类比直线运动) F 合与V 的夹角是锐角-------加速 F 合与V 的夹角是钝角-------减速F 合与V 的夹角是直线-------速度的大小不变拓展:若F 合恒定--------匀变速曲线运动(典型例子:平抛运动) 若F 合变化--------非匀变速曲线运动(典型例子:圆周运动)§2 运动的合成与分解1、合运动与分运动的基本概念:略2、运动的合成与分解的实质:对s 、v 、a 进行分解与合成--------高中阶段仅就这三个物理量进行正交分解。
3、合运动与分运动的关系:等时性---合运动与分动的时间相等(解题的桥梁) 独立性---类比牛顿定律的独立性进行理解 等效性:效果相同所以可以合成与分解4、几种合运动与分运动的性质①两个匀速直线运动合成---------匀速直线运动②一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动合成-------匀变速曲线运动③两个匀变速直线运动合成-----------可能是匀变速直线运动可能是匀变速曲线运动 分析:判断物体做什么运动,一定要抓住本质-----受力!v 水v 船 θ v重要思想:由以上例子可以知道,处理复杂运动特别是曲线运动时,可以把运动分解为两个简单的直线运动。
高一必修2圆周运动知识点
高一必修2圆周运动知识点圆周运动是物体围绕一个固定点做规律性的运动。
在高一必修2的物理学习中,圆周运动是一个重要的知识点。
本文将介绍圆周运动的基本定义、相关公式和重要特点。
一、基本概念圆周运动是指物体沿着一个固定半径的圆形轨道做匀速或变速运动的现象。
在圆周运动中,物体的轨迹是一个圆,而物体的速度向量则与物体运动的轨迹垂直。
二、相关公式1. 弧长公式弧长(s)是圆周上两点之间的弧所对应的圆心角(θ)与半径(r)的乘积。
弧长公式可表示为 s = rθ,其中,s的单位是米(m),θ的单位是弧度(rad),r的单位是米(m)。
2. 角速度公式角速度(ω)是一个物体单位时间内绕着固定点旋转的角度。
角速度公式可表示为ω = Δθ/Δt,其中,Δθ表示角度的变化量,Δt 表示时间的变化量。
角速度的单位是弧度/秒(rad/s)。
3. 周期公式周期(T)是一个物体绕着固定点做一次完整圆周运动所需的时间。
周期公式可表示为T = 2π/ω,其中,π是一个数学常数,约等于3.14。
周期的单位是秒(s)。
三、重要特点1. 圆周运动的速度是变化的在圆周运动中,物体的速度大小是保持不变的,因为物体匀速地绕着圆周运动。
然而,物体的速度方向是随着时间而不断变化的。
2. 圆周运动的加速度圆周运动的加速度(a)是指物体改变速度的大小和方向。
在圆周运动中,加速度的大小等于速度大小的变化率乘以速度向心的方向。
加速度的方向指向圆心。
3. 圆周运动的向心力圆周运动的向心力(F)是使物体朝向圆心运动的力。
向心力的大小等于质量(m)与加速度(a)的乘积,即 F = m * a。
向心力的方向也指向圆心。
总结:在高一必修2的物理学习中,圆周运动是一个重要的知识点。
本文介绍了圆周运动的基本定义、相关公式和重要特点。
通过学习圆周运动,我们可以理解圆周运动中速度的变化、加速度的产生以及向心力的作用。
掌握圆周运动的知识,有助于我们理解和解决与圆周运动相关的物理问题。
圆周运动的知识点总结
圆周运动的知识点总结1. 圆周运动的基本概念圆周运动是指物体在固定半径的圆周轨道上运动的物理现象。
在圆周运动中,物体绕着某一点或轴以恒定的速度运动,运动轨迹为圆形或圆周。
2. 圆周运动的基本参数在圆周运动中,有一些基本的物理量和参数需要了解:1)角速度:角速度是指物体绕圆周轨道旋转的速度。
它的单位是弧度/秒或者转/秒。
2)线速度:线速度是物体在圆周运动中沿着轨道运动的速度。
它是物体每单位时间在圆周轨道上所走过的长度。
3)周期和频率:物体绕圆周轨道运动一周所需要的时间称为周期,而单位时间内完成的周期数称为频率。
4)向心加速度:向心加速度是指物体在圆周运动中指向轴心的加速度。
3. 圆周运动的运动规律在圆周运动中,物体遵循一些基本的运动规律:1)圆周运动的速度是恒定的,但是速度方向会不断变化,因此会产生向心加速度。
2)向心加速度的大小与角速度的平方成正比,与运动半径的倒数成反比。
3)圆周运动的线速度与角速度和运动半径成正比。
4)根据牛顿运动定律,物体在做圆周运动时会受到向心力的作用,从而产生向心加速度。
4. 圆周运动的应用圆周运动在自然界和日常生活中都有着广泛的应用:1)行星绕太阳的运动:行星在天体引力的作用下,绕太阳做圆周运动。
其运动规律和速度大小可以通过圆周运动的物理规律进行描述。
2)地球自转和公转:地球的自转和公转运动也是圆周运动的一种,它们决定了地球的昼夜交替和季节变化。
3)机械设备的转动运动:例如汽车的轮子和发动机的转动、电风扇的叶片转动等都是圆周运动的应用。
4)摩擦力和离心力的应用:圆周运动的物体会产生向心加速度,从而在运动过程中会受到摩擦力和离心力的作用。
这些力在机械设备和工程设计中有着重要的应用。
5. 圆周运动的相关问题在圆周运动中,会涉及到一些常见的问题和挑战:1)离心力与向心力的平衡:当物体在做圆周运动时,会受到向心力和离心力的相互作用,需要通过合适的设计来平衡这两种力。
2)材料的强度和耐久性:在圆周运动的机械设备中,材料的强度和耐久性对于长期运行和安全性有着重要的影响。
(完整版)圆周运动知识点
描述圆周运动的物理量及相互关系圆周运动 1 、定义:物体运动轨迹为圆称物体做圆周运动。
2、描述匀速圆周运动的物理量 (1 )轨道半径( r )(2 )线速度( v ): 定义式: v s 矢量:质点做匀速圆周运动某点线速度的方向就 t 在圆周该点切线方向上。
(3)角速度 ( ω,又称为圆频率):t 2T( φ是 t 时间内半径转过的圆心角 ) 单位:弧度每秒( rad/s )4 )周期( T ):做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
5)频率 ( f ,或转速 n ):物体在单位时间内完成的圆周运动的次数。
各物理量之间的关系:注意:计算时,均采用国际单位制,角度的单位采用弧度制。
6)向心加速度2 v 2 a nr (还有其它的表示形式,如: a n vr方向:其方向时刻改变且时刻指向圆心。
对于一般的非匀速圆周运动,公式仍然适用,为物体的加速度的法向加速度分量, r 为 曲率半径;物体的另一加速度分量为切向加速度 a ,表征速度大小改变的快慢(对匀速圆 周运动而言, a =0 ) (7)向心力 匀速圆周运动的物体受到的合外力常常称为向心力,向心力的来源可以是任何性质的 力,常见的提供向心力的典型力有万有引力、洛仑兹力等。
对于一般的非匀速圆周运动, 物体受到的合力的法向分力 F n 提供向心加速度 (下式仍然适用),切向分力F 提供切向加 速度。
v 22向心力的大小为: F n ma n m m 2r (还有其它的表示形式,如:rs 2 r v tT2 rf 2 tT2fr vr t2f22r )2r m 2 f 2r );向心力的方向时刻改变且时刻指向圆心。
实际上,向心力公式是牛顿第二定律在匀速圆周运动中的具体表现形式。
3. 分类:⑴ 匀速圆周运动(1) 定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
(2) 性质:向心加速度大小不变,方向总是指向圆心的变加速曲线运动。
圆周运动总结知识要点
圆周运动问题是高考考查的热点,物体在竖直面内的圆周运动中临界条件的考查在高考中多有出现圆周运动的特点:物体所受外力在沿半径指向圆心的合力才是物体做圆周运动的向心力,因此利用矢量合成的方法分析物体的受力情况同样也是本单元的基本方法;只有物体所受的合外力的方向沿半径指向圆心,物体才做匀速圆周运动。
另外,由于在具体的圆周运动中,物体所受除重力以外的合外力总指向圆心,与物体的运动方向垂直,因此向心力对物体不做功,所以物体的机械能守恒。
(一)匀速圆周运动1. 定义:做圆周运动的质点,若在相等的时间内通过的圆弧长度相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
2. 运动学特征:v 大小不变,T 不变,ω不变,向a 大小不变;v 和向a 的方向时刻在变,匀速圆周运动是加速度不断改变的变速运动。
3. 动力学特征:合外力大小恒定,方向始终指向圆心。
(二)描述圆周运动的物理量 1. 线速度(1)物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
(2)方向:质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向。
(3)大小:(s 是t 时间内通过的弧长)。
2. 角速度 (1)物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢。
(s /rad ),ϕ是连接质点(2)大小:和圆心的半径在t 时间内转过的角度。
3. 周期T ,频率f 做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
做匀速圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,也叫转速。
4. v 、ω、T 、f 的关系f 1T =f 2T 2π=π=ωω=π=r r T 2v5. 向心加速度(1)物理意义:描述线速度方向改变的快慢。
(2)大小:=a 0222222v r T 4r f 4r r v ω=π=π=ω=(3)方向:总是指向圆心(三)向心力向F1. 作用效果:产生向心加速度,不断改变质点的速度方向,维持质点做圆周运动,但不改变速度的大小。
2. 大小:rm r mv F 22ω==向3. 来源:向心力是按效果命名的力,可以由某个力提供,也可以由几个力的合力提供或由某个力的分力提供,如同步卫星的向心力由万有引力提供,圆锥摆摆球所受向心力由重力和绳上的拉力的合力提供4. 匀速圆周运动中向心力就是合外力,而在非匀速圆周运动中,向心力是合外力沿半径方向的一个分力,合外力的另一个分力沿切线方向,用来改变线速度的大小。
高一物理《圆周运动》知识点总结
高一物理《圆周运动》知识点总结一、线速度1.定义:物体做圆周运动,在一段很短的时间Δt 内,通过的弧长为Δs ,则Δs 与Δt 的比值叫作线速度的大小,公式:v =Δs Δt. 2.意义:描述做圆周运动的物体运动的快慢.3.方向:物体做圆周运动时该点的切线方向.4.匀速圆周运动(1)定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫作匀速圆周运动.(2)性质:匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的,所以它是一种变速运动,这里的“匀速”是指速率不变.二、角速度1.定义:连接物体与圆心的半径转过的角Δθ与所用时间Δt 之比叫作角速度,公式:ω=ΔθΔt. 2.意义:描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢.3.单位:弧度每秒,符号是rad/s ,在运算中角速度的单位可以写为s -1.4.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动.三、周期1.周期T :做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间.单位:秒(s).2.转速n :物体转动的圈数与所用时间之比.单位:转每秒(r/s)或转每分(r/min).3.周期和转速的关系:T =1n(n 的单位为r/s 时). 四、线速度与角速度的关系1.在圆周运动中,线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积.2.公式:v =ωr .五、向心力的大小向心力的大小可以表示为F n =mω2r 或F n =m v 2r . 六、匀速圆周运动的加速度大小1.向心加速度公式a n =v 2r或a n =ω2r . 2.向心加速度的公式既适用于匀速圆周运动,也适用于非匀速圆周运动.七、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1.变速圆周运动的合力:变速圆周运动的合力产生两个方向的效果,如图所示.(1)跟圆周相切的分力F t:改变线速度的大小.(2)指向圆心的分力F n:改变线速度的方向.2.一般的曲线运动的处理方法(1)一般的曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动.(2)处理方法:可以把曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分,分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用圆周运动的分析方法来处理.。
圆周运动知识点总结
圆周运动知识点总结一、基本概念1、圆周运动的定义圆周运动,是指物体在圆周轨道上做周期性的运动。
在圆周运动中,物体不断地沿着圆周轨道运动,其位置和速度都随时间而变化。
2、圆周运动的基本要素圆周运动的基本要素包括:圆周轨道、圆心、半径、角度和角速度等。
3、圆周运动的基本特征圆周运动的基本特征包括:圆周运动的速度、加速度和角度变化等。
二、规律1、圆周运动的速度在圆周运动中,物体的速度大小和方向都随着它在圆轨道上的位置不断变化。
当物体在圆周运动中处于不同的位置时,其速度大小和方向也不同。
通常情况下,圆周运动的速度大小是不断变化的,而其方向则始终是切线方向。
2、圆周运动的加速度在圆周运动中,物体的加速度是指它在圆轨道上的加速度。
圆周运动的加速度由两部分组成:切向加速度和向心加速度。
切向加速度是指物体在圆周运动中在切向方向上的加速度,它决定了物体在圆周轨道上的速度变化;向心加速度是指物体在圆周运动中朝向圆心的加速度,它决定了物体在圆周轨道上的加速度大小。
3、圆周运动的角度变化在圆周运动中,物体在单位时间内绕圆心旋转的角度称为角速度。
角速度是圆周运动的重要参数,它决定了物体在圆周轨道上的位置和速度。
通常情况下,角速度大小与圆周运动的速度大小成正比。
4、圆周运动的动力学规律在圆周运动中,物体受到的合外力是向心力,向心力与物体在圆周轨道上的质量、半径和角速度等参数有关。
根据牛顿定律,向心力与物体在圆周轨道上的加速度成正比,从而得出了向心力的计算公式。
三、应用1、圆周运动在自然界中的应用在自然界中,圆周运动广泛存在于各种物体的运动中,如:行星绕太阳的公转、月球绕地球的公转、地球自转等。
圆周运动在自然界中的应用非常丰富,它决定了各种天体运动的规律和周期。
2、圆周运动在工程技术中的应用在工程技术领域,圆周运动也有着广泛的应用。
例如,机械工程中的齿轮传动、涡轮机械中的叶轮运动、航天器的轨道设计等,都是基于圆周运动的规律和原理进行设计和改进的。
高二物理《圆周运动》知识点总结
高二物理《圆周运动》知识点总结
一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度
1.匀速圆周运动
(1)定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长相等,就是匀速圆周运动;(2)特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动;
(3)条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心;
2.描述匀速圆周运动的物理量
3.模型处理
(1)竖直面内圆周运动两类模型
一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等),称为“绳(环)约束模型”,二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等),称为“杆(管)约束模型”.
(2)竖直平面内圆周运动的两种模型特点及求解方法
最高点无支撑最高点有支撑。
高中圆周运动知识点
高中圆周运动知识点一、引言圆周运动是我们生活中常见的一种运动形式,它存在于日常生活中的许多事物中,例如地球的公转、月球绕地球的运动等。
本文将为大家介绍一些高中圆周运动的基本知识点。
二、圆周运动的定义圆周运动是物体在确定的半径上以恒定的线速度绕一个固定点旋转的运动形式。
常见的圆周运动有匀速圆周运动和加速圆周运动。
三、角位移角位移是描述圆周运动的重要概念。
它表示物体离开一个固定点所走过的角度大小。
通常用希腊字母Δθ(读作delta theta)表示,计算公式为:Δθ = s / r,其中s是弧长,r是半径。
四、角速度角速度是描述物体在圆周运动中角位移变化率的物理量。
它表示单位时间内物体绕一个圆周旋转的角度大小。
角速度用希腊字母ω(读作omega)表示,计算公式为:ω = Δθ / Δt,其中Δt是时间间隔。
五、线速度线速度是描述物体在圆周运动中沿圆周路径所走过的路程与时间的比值。
它表示物体的运动快慢程度。
线速度用字母v表示,计算公式为:v = s / Δt,其中s是弧长,Δt是时间间隔。
六、向心力向心力是使物体保持圆周运动的力。
在圆周运动中,物体始终受到一个指向圆心的向心力,向心力的大小与物体质量和半径成正比。
向心力的计算公式为:F = m * v² / r,其中m是物体质量,v是线速度,r是半径。
七、离心力离心力是与向心力相对的力,它是一个向外的力。
在圆周运动中,离心力的大小等于向心力的大小,但方向相反。
离心力的计算公式为:F = m * v² / r,其中m是物体质量,v是线速度,r是半径。
八、开普勒定律开普勒定律是描述行星绕太阳运动的规律。
根据开普勒定律,行星绕太阳的椭圆轨道,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。
开普勒定律为天体力学的重要基础,对我们研究宇宙的组成和运动规律具有重要意义。
九、应用圆周运动的知识点不仅存在于物理学科中,它还在我们日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
例如,通过对圆周运动的分析,我们可以研究卫星的运行轨道和通信卫星的部署。
高一圆周运动的知识点
高一圆周运动的知识点圆周运动是物体在圆周轨道上做的运动,它是我们学习物理和数学中的一个重要概念。
下面,我们将详细介绍高一圆周运动的知识点。
一、基本概念1. 圆周运动:物体沿着圆的轨迹做匀速运动,称为圆周运动。
在圆周运动中,有两个重要的线量,即角速度和角加速度。
2. 角速度:角速度是单位时间内物体在圆周轨道上转过的角度。
通常用字母ω表示,单位是弧度/秒。
3. 角加速度:角加速度是角速度的变化率,表示单位时间内角速度的改变量。
通常用字母α表示,单位是弧度/秒²。
二、运动特性1. 匀速圆周运动:物体在圆周运动过程中角速度保持恒定,即物体在圆周轨道上的速度大小保持不变。
2. 加速度与速度的关系:在圆周运动中,物体的速度方向始终垂直于轨道的切线方向,因此物体的加速度方向与速度方向垂直,且大小与速度的平方和半径的乘积成正比。
三、圆周运动的公式1. 周期公式:圆周运动的周期T是单位时间内物体转过一个完整圆周的时间。
计算公式为T = 2π/ω,其中π是圆周率。
2. 向心加速度公式:在圆周运动中,向心加速度aᵥ表示物体向圆心的加速度。
根据公式aᵥ = ω²r,其中r是物体与圆心的距离。
3. 速度公式:在圆周运动中,物体的线速度v与角速度ω和半径r之间的关系为v = ωr。
四、应用示例1. 行星公转:行星绕太阳做圆周运动,行星和太阳之间的吸引力提供了向心力,使得行星能够保持在固定的轨道上。
2. 交通工具的弯道行驶:汽车、自行车等交通工具在弯道行驶时需要通过调整转向来改变向心力的方向和大小,以保持平衡和稳定。
3. 儿童游乐园旋转设备:旋转木马、过山车等游乐设施都是基于圆周运动的原理设计而成,具有很高的娱乐性和刺激性。
五、思考与拓展1. 圆周运动的速度与半径之间的关系是什么?请说明理由。
2. 圆周运动的向心加速度与角速度之间的关系是什么?有何实际应用?3. 如何通过改变角速度来调整圆周运动的特性?六、总结通过本文介绍,我们了解了高一圆周运动的基本概念、运动特性和公式,并了解了圆周运动在生活中的一些应用示例。
高考圆周运动基础知识点
高考圆周运动基础知识点圆周运动是我们在物理学中经常遇到的一个概念,涉及到了很多基础的物理知识。
本文将围绕着圆周运动展开讨论,以帮助大家更好地理解和掌握这一知识点。
一、圆周运动的定义和特点圆周运动指的是物体在一个固定轨道上做匀速运动的情况。
在圆周运动中,物体沿着一个闭合曲线运动,其速度大小保持不变,但方向不断改变。
圆周运动的特点有以下几点:1. 速度大小恒定:物体在圆周运动中,速度大小一直保持不变。
这是因为物体在圆周运动中受到的总力的大小恒定。
2. 加速度存在:尽管速度大小保持不变,但由于速度方向的变化,物体在圆周运动中存在加速度。
这个加速度叫做向心加速度,它的大小与物体的质量和半径有关。
3. 向心力的作用:物体在圆周运动中受到的总力叫做向心力,它的方向指向轨道的中心。
向心力是使物体保持在曲线轨道上的力。
二、圆周运动的公式及推导圆周运动中的一些重要公式包括:角速度、角加速度、向心加速度和圆周运动的周期。
1. 角速度(ω):角速度指的是物体在单位时间内转过的角度。
角速度的单位是弧度/秒,常用符号是ω。
角速度可以通过速度除以半径来计算,即ω=v/r。
2. 角加速度(α):角加速度是角速度的变化率。
有时,物体在圆周运动中会有一个加速度的变化,这个变化率叫做角加速度。
3. 向心加速度(a):向心加速度指的是物体在圆周运动中的加速度,是一个指向轨道中心的加速度。
向心加速度的大小可以通过加速度除以半径来计算。
4. 圆周运动的周期:圆周运动的周期指的是物体做一次完整运动所需的时间。
圆周运动的周期可以通过角速度的倒数来计算,即T=2π/ω(其中,T代表周期)。
这些公式可以通过运用牛顿第二定律、圆周运动的定义和一些几何关系来推导出来,对于圆周运动的理解和计算非常重要。
三、圆周运动中的常见问题在学习圆周运动的过程中,我们常常会遇到一些常见的问题。
例如,当物体在圆周运动中速度发生变化时,如何计算向心加速度?或者当我们知道向心加速度和半径时,如何计算物体的速度?以下将就这些问题逐一探讨。
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1.匀速圆周运动
1.线速度:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。
2
22
s
v r r fr nr
t T
π
ωππ
∆
=====
∆
单位:米/秒,m/s
2.角速度:质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。
2
22
f n
t T
ϕπ
ωππ
∆
====
∆
单位:弧度/秒,rad/s
3.周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。
22
r
T
v
ππ
ω
==单位:秒,s
4.频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。
1
f
T
=单位:赫兹,Hz
5.转速:单位时间内转过的圈数。
N
n
t
=单位:转/秒,r/s n f
=(条件是转速n的单位必须为转/秒) 6.向心加速度:
2
222
2
()(2)
v
a r v r f r
r T
π
ωωπ
=====
7.向心力:
2
222
2
()(2)
v
F ma m m r m v m r m f r
r T
π
ωωπ
======
三种转动方式
绳模型
2.竖直平面的圆周运动
1.“绳模型”如上图所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。
(注意:绳对小球只能产生拉力)
(1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用
mg =2
v m R
⇒ v 临界=
(2)小球能过最高点条件:v (当v
(3)不能过最高点条件:v (实际上球还没有到最高点时,就脱离了轨道)
2.“杆模型”,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况
(注意:轻杆和细线不同,轻杆对小球既能产生拉力,又能产生推力。
)
(1)小球能过最高点的临界条件:v=0,F=mg (F 为支持力)
(2)当0<v F 随v 增大而减小,且mg>F>0(F 为支持力)
(3)当v 时, F =0
(4)当v F 随v 增大而增大,且F>0(F 为拉力)
3.万有引力定律
1.开普勒第三定律:行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量。
3
2
r k T = (K 值只与中心天体的质量有关) 2.万有引力定律: 122m r
F G m =⋅万 (1)赤道上万有引力:F mg F mg ma =+=+引向向 (g a 向和是两个不同的物理量,)
(2)两极上的万有引力:F mg =引
3.忽略地球自转,地球上的物体受到的重力等于万有引力。
22GMm mg GM gR R
=⇒=(黄金代换) 4.距离地球表面高为h 的重力加速度:()()()222GMm
GM mg GM g R h g R h R h '''=⇒=+⇒=++
5.卫星绕地球做匀速圆周运动:万有引力提供向心力 2GMm F F r
==万向 22GMm GM ma a r r
=⇒= (轨道处的向心加速度a 等于轨道处的重力加速度g 轨)
22GMm v m v r r =⇒=
22GMm m r r ωω=⇒=
2
22GMm m r T r T π⎛⎫=⇒= ⎪⎝⎭
6.中心天体质量的计算:
方法1:22gR GM gR M G =⇒= (已知R 和g ) 方法2
:2v r v M G
=⇒= (已知卫星的V 与r ) 方法3
:23r M G
ωω⇒= (已知卫星的ω与r ) 方法4
:23
24r T M GT
π=⇒= (已知卫星的周期T 与r ) 方法5
:已知32v v T M G T π⎧=⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩
(已知卫星的V 与T ) 方法6
:已知3v v M G ωω⎧=⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩
(已知卫星的V 与ω,相当于已知V 与T ) 7.地球密度计算: 球的体积公式:343
V R π= 22332323
22()3434r M M r R V mM G m GT R r r GT T M ππρππ=⎧⎪⎪=⇒⎨===⎪⎪⎩
近地卫星23GT πρ= (r=R) 8. 发射速度:采用多级火箭发射卫星时,卫星脱离最后一级火箭时的速度。
运行速度:是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动时的线速度.当卫星“贴着” 地面运行时,
运行速度等于第一宇宙速度。
第一宇宙速度(环绕速度):7.9km/s 。
卫星环绕地球飞行的最大运行速度。
地球上发射卫星的最小发射速度。
第二宇宙速度(脱离速度):11.2km/s 。
使人造卫星脱离地球的引力束缚,不再绕地球运行,从地球表面
发射所需的最小速度。
第三宇宙速度(逃逸速度):16.7km/s 。
使人造卫星挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去,
从地球表面发射所需要的最小速度。