圆周运动条件及处理思想
物体做圆周运动的条件
物体做圆周运动的条件
一、把物体做圆周运动的条件
1.物体处于同心圆场中
进行圆周运动的物体一定要处于同心圆场中,只有这样,物体才能自转,并在轨道上实现一定位置间距的变化,进而形成圆周运动。
2.物体受到外力的作用
物体要实现圆周运动,重力、引力和空气阻力都是不可忽视的外力。
如果圆周运动的物体的半径比较小,则重力和引力作用较大;如果物体的半径比较大,则空气阻力起到较大。
而外力共同作用可以保证物体的圆周运动。
3.物体的角动量保持不变
物体的角动量是物体在受到外力作用时,可以让物体保持原来轨道的量。
只有这样,物体才能在一定位置间距下,实现不变,进而呈现出圆周运动。
4.保持物体的质量不变
除了要保持物体的角动量,要使物体运动成圆周运动,还需要保持物体的质量不变。
这样,在外力的作用下,物体的轨道变化,才会形成圆周运动。
总之,要让物体做圆周运动,除了处于同心圆场中,受到外力的作用,还需要保持物体的角动量和质量不变,这样物体才能在轨道上实现一定位置间距的变化,进而呈现圆周运动。
圆周运动的条件分析及应用
圆周运动的临界条件分析及应用制成,B轨道由金属圆管制成。
均可视为光滑轨道。
在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B 由静止释放,小球距离地面的高度分别用h A和h B表示,对于下述说法,正确的是()A 若h A=hB 2R ,则两小球都能沿轨道运动到最高点B 若h A=h B=3R/2,由于机械守恒,两小球在轨道上上升的最大高度圴为3R/2C 适当调整h A和h B,均可使两小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道的端口处D 适当调整h A和h B均可使两小球从轨道最高点飞出,但只有B可以落在轨道右端口处要分析小球利用这一结论我们可以判断物体做圆周运动时的运动情况。
例2、2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A 点从圆形轨道I 进入椭圆轨道 上的一点,如图7所示,关于航天飞机的运动,下列说法中错误的是( )A 在轨道 上A 的速度小于经过B 的速度B 在轨道 上经过A 的加速度小于在轨道I 经过A 的加速度C 在轨道 上运动的周期小于在轨道I 上运动的周期D 在轨道 上经过A 的动能小于在轨道I 上经过A 的动能分析:航天飞机在轨道上运行时,由天体运动的规律可知,运动的轨道半径越大,速度越小,A 错。
运动的向心力由万有引力提供,故在A 处加速度相等,B 错。
另根据开普勒第三定律,天体运动的周期T 的平方与轨道R 的三次方比值是一个只跟中心天体有关的一个常数(当运动轨迹是椭圆时,R 为椭圆的半长轴),C 正确。
在力道I 和 的交点A ,当航天飞机沿椭圆由A 向B 运动时做向心运动,万有引力大于所需的向心力,沿圆轨道运动时,二者恰好相等,可知D 正确。
例3如图8所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,一带负电的小球从高h 的A 处由静止开始下滑,沿轨道ABC 运动后进入圆环内做圆周运动,已知小球所受的电场力是其重力的3/4,圆环半径为R ,斜面倾角为θ,x BC =2R,若使小球在圆环内能做完整的圆周运动,h 至少为多少? 分析:小球从经BC 沿圆周向上运动时,受重力,弹力和电场力作用,弹力对小球不做功,重力和电场力的合力对小球先做负功后做正功。
高中物理:匀速圆周运动问题知识点总结及解题技巧
一、匀速圆周运动的基本概念:1、匀速圆周运动的定义质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
2、描述匀速圆周运动快慢的物理量(1)线速度v①物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
②定义:质点做圆周运动通过的弧长s和所用时间t的比值叫做线速度。
③大小:,单位:④方向:质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。
由于质点做匀速圆周运动时的速度方向不断发生变化,所以匀速圆周运动是一种变速运动。
(2)角速度①物理意义:描述质点转过圆心角的快慢。
②定义:在匀速圆周运动中,连接运动质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比值,就是质点运动的角速度。
③大小:单位:。
④匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动。
(3)周期T和频率f①物理意义:周期和频率都是描述物体做圆周运动快慢的物理量。
②定义:做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
用T表示,单位:s。
做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率。
用f表示,单位:Hz。
在国际单位制中是,在一些实际问题中常用的是每分钟多少转,用n表示,转速的单位为转每秒,即。
3、线速度、角速度、周期之间的关系(1)线速度和角速度间的关系如果物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动,在时间t 内通过的弧长是s,半径转过的角度是,由数学知识知,于是有,即。
上式表明:①当半径相同时,线速度大的角速度也大,角速度大的线速度也大,且成正比。
如图(a)所示。
②当角速度相同时,半径大的线速度大,且成正比。
如图(b)所示。
③当线速度相同时,半径大的角速度小,半径小的角速度大,且成反比。
如图(c)、(d)所示。
(2)线速度与周期的关系由于做匀速圆周运动的物体,在一个周期内通过的弧长为,所以有。
上式表明,只有当半径相同时,周期小的线速度大;当半径不同时,周期小的线速度不一定大,所以周期与线速度描述的快慢是不一样的。
(3)角速度与周期的关系由于做匀速圆周运动的物体,在一个周期内半径转过的角度为,则有。
(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:t sv =矢量:质点做匀速圆周运动某点线速度的方向就在圆周该点切线方向上。
(3)角速度(ω,又称为圆频率):Ttπϕω2==(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:r t r v f T t rf Tr t s v ωθππθωππ==⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫======2222 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r r v a n 22ω==(还有其它的表示形式,如:()r f r T v a n 2222ππω=⎪⎭⎫ ⎝⎛==)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τa ,表征速度大小改变的快慢(对匀速圆周运动而言,τa =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n F 提供向心加速度(下式仍然适用),切向分力τF 提供切向加速度。
向心力的大小为:r m rv m ma F n n 22ω===(还有其它的表示形式,如:()r f m r T m mv F n 2222ππω=⎪⎭⎫ ⎝⎛==);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。
圆周运动不脱轨的临界条件(一)
圆周运动不脱轨的临界条件(一)圆周运动不脱轨的临界条件引言•圆周运动是物体围绕某一点或轴作曲线运动的形式之一,广泛应用于机械、航天等领域。
•为了保证圆周运动的稳定性和安全性,我们需要了解圆周运动不脱轨的临界条件。
什么是圆周运动不脱轨的临界条件?圆周运动不脱轨的临界条件是指在一定条件下,物体进行圆周运动时不会从轨道上脱出的临界条件。
具体来说,当满足以下条件时,圆周运动才能保持稳定,物体不会脱离轨道。
临界条件一:合力向心力等于向心力•合力向心力是物体在圆周运动过程中所受的合力,它的方向指向圆心。
•向心力是物体在圆周运动中受到的真实力,它的方向也指向圆心。
•当合力向心力等于向心力时,物体在圆周运动中所受的合力与向心力平衡,从而保证圆周运动的稳定性。
临界条件二:离心力小于或等于摩擦力•离心力是物体在圆周运动中受到的惯性力,它的方向指向远离圆心的外侧。
•摩擦力是物体与与其接触物体之间发生摩擦产生的力。
•当离心力小于或等于摩擦力时,物体受到的向外的离心力不足以克服摩擦力,从而保持在轨道上,不会脱离圆周运动。
临界条件三:速度不超过临界速度•临界速度是物体进行圆周运动时,速度达到的最大值。
•当速度超过临界速度时,由于离心力增大,合力向心力小于离心力,物体将无法保持在轨道上,从而产生脱轨现象。
•因此,速度不超过临界速度是保证圆周运动不脱轨的关键条件之一。
结论•圆周运动不脱轨的临界条件包括合力向心力等于向心力、离心力小于或等于摩擦力,以及速度不超过临界速度。
•在设计和运用圆周运动时,必须严格遵守这些临界条件,以确保圆周运动的稳定性和安全性。
以上是关于圆周运动不脱轨的临界条件的相关内容。
希望能对读者对此有所帮助。
谢谢阅读!补充说明临界条件一:合力向心力等于向心力•合力向心力与向心力之间的平衡关系是保持圆周运动稳定的基础。
•当合力向心力小于向心力时,物体将受到向外的合力作用,导致脱离轨道。
•当合力向心力大于向心力时,物体将受到向内的合力作用,导致向轨道内侧运动。
圆周运动
圆周运动的规律及其应用,圆周运动的描述(考纲要求Ⅰ)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.描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等,现比较如下表:判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)匀速圆周运动是速度不变的曲线运动.()(2)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比.()(3)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比.()(4)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度,比较物体绕圆心转动的快慢看周期、角速度.( ),匀速圆周运动的向心力 (考纲要求 Ⅱ)1.作用效果:向心力产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小.2.大小:F =m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r =mωv =4π2mf 2r .3.方向:始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力. 4.来源向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,还可以由一个力的分力提供.,离心现象1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动.2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞出去的趋势.图4-3-13.受力特点当F =mrω2时,物体做匀速圆周运动; 当F =0时,物体沿切线方向飞出;当F <mrω2时,物体逐渐远离圆心,F 为实际提供的向心力,如图4-3-1所示.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)随圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的作用.( )(2)做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动.( )(3)摩托车转弯时,如果超过一定速度,摩托车将发生滑动,这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用.( )基 础 自 测1.(多选)下列关于匀速圆周运动的说法中,正确的是( ). A .线速度不变 B .角速度不变C .加速度为零D .周期不变2.(多选)质点做匀速圆周运动,则( ). A .在任何相等的时间里,质点的位移都相同 B .在任何相等的时间里,质点通过的路程都相等C .在任何相等的时间里,连接质点和圆心的半径转过的角度都相等D .在任何相等的时间里,质点运动的平均速度都相同 3.(单选)下列关于离心现象的说法正确的是( ). A .当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将做背离圆心的圆周运动C .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将沿切线做直线运动D .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将做曲线运动 4.(单选)汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长,某国产轿车的车轮半径约为30 cm ,当该型号轿车在高速公路上行驶时,驾驶员面前的速率计的指针指在“120 km/h ”上,可估算出该车车轮的转速约为( ). A .1 000 r/s B .1 000 r/minC .1 000 r/h D .2 000 r/s.5.(单选)甲、乙两质点均做匀速圆周运动,甲的质量与运动半径分别是乙的一半,当甲转动80转时,乙正好转过60转,则甲与乙所受的向心力大小之比为( ). A .1∶4 B .4∶1C .4∶9D .9∶4热点一 描述圆周运动的各物理量间的关系 1.圆周运动各物理量间的关系 2.对公式v =ωr 的理解 当r 一定时,v 与ω成正比. 当ω一定时,v 与r 成正比. 当v 一定时,ω与r 成反比. 3.对a =v 2r =ω2r =ωv 的理解在v 一定时,a 与r 成反比;在ω一定时,a 与r 成正比.【典例1】(多选)如图4-3-2所示为皮带传动装置,右轮的半径为r ,a 是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径是4r ,小轮的半径是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 点和b 点的线速度大小相等 B .a 点和b 点的角速度大小相等 C .a 点和c 点的线速度大小相等 D .a 点和d 点的向心加速度大小相等 反思总结常见的三种传动方式及特点1.皮带传动:如图4-3-3甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等,即v A =v B .图4-3-32.摩擦传动:如图4-3-4甲所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象时,两轮边缘线速度大小相等,即v A =v B .图4-3-43.同轴传动:如图4-3-4乙所示,两轮固定在一起绕同一转轴转动,两轮转动的角速度大小相等,即ωA =ωB .【跟踪短训】1.(2013·桂林模拟)(单选)如图4-3-5所示,B 和C 是一组塔轮,即B 和C 半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为R B ∶R C =3∶2,A 轮的半径大小与C 轮相同,它与B 轮紧靠在一起,当A 轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B 轮也随之无滑动地转动起来.a 、b 、c 分别为三轮边缘的三个点,则a 、b 、c 三点在运动过程中的( ).A .线速度大小之比为3∶2∶2B .角速度之比为3∶3∶2C .转速之比为2∶3∶2图4-3-2图4-3-5D .向心加速度大小之比为9∶6∶4热点二 匀速圆周运动中的动力学问题)1.向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力. 2.向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置.(2)分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力. 【典例2】(2013·重庆卷,8)如图4-3-6所示,半径为R 的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O 的对称轴OO ′重合.转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m 的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O 点的连线与OO ′之间的夹角θ为60°,重力加速度大小为g . (1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0;(2)若ω=(1±k )ω0,且0<k ≪1,求小物块受到的摩擦力大小和方向.【跟踪短训】2.(多选)铁路转弯处的弯道半径r 是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内、外轨高度差h 的设计不仅与r 有关.还与火车在弯道上的行驶速度v 有关.下列说法正确的是( ).A .速率v 一定时,r 越小,要求h 越大B .速率v 一定时,r 越大,要求h 越大C .半径r 一定时,v 越小,要求h 越大D .半径r 一定时,v 越大,要求h 越大物理建模 6.竖直平面内圆周运动的“轻绳、轻杆”模型1.模型条件(1)物体在竖直平面内做变速圆周运动.(2)“轻绳模型”在轨道最高点无支撑,“轻杆模型”在轨道最高点有支撑. 2.模型特点图4-3-6该类问题常有临界问题,并伴有“最大”“最小”“刚好”等词语,现对两种模型分析比较如下:【典例3】(单选)如图4-3-7所示,2012年8月7日伦敦奥运会体操男子单杠决赛,荷兰选手宗德兰德荣获冠军.若他的质量为60 kg ,做“双臂大回环”,用双手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.此过程中,运动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约为(忽略空气阻力,g =10 m/s 2)( ). A .600 N B .2 400 N C .3 000 N D .3 600 N图4-3-7即学即练(单选)如图4-3-8所示,两段长均为L 的轻质线共同系住一个质量为m 的小球,另一端分别固定在等高的A 、B 两点,A 、B 两点间距也为L ,今使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时速率为v ,两段线中张力恰好均为零,若小球到达最高点时速率为2v ,则此时每段线中张力大小为( ). A.3mg B .23mg C .3mg D .4mgA 对点训练——练熟基础知识题组一 匀速圆周运动的运动学问题1.(多选)在“天宫一号”的太空授课中,航天员王亚平做了一个有趣实验.在T 形支架上,用细绳拴着一颗明黄色的小钢球.设小球质量为m ,细绳长度为L .王亚平用手指沿切线方向轻推小球,小球在拉力作用下做匀速圆周运动.测得小球运动的周期为T ,由此可知A .小球运动的角速度ω=T /(2π) B .小球运动的线速度v =2πL /T C .小球运动的加速度a =2π2L /T 2 D .细绳中的拉力为F =4m π2L /T 22.(单选)2013年6月20日上午10时,中国载人航天史上的首堂太空授课开讲.航天员做了一个有趣实验:T 形支架上,用细绳拴着一颗明黄色的小钢球.航天员王亚平用手指沿切线方向轻推小球,可以看到小球在拉力作用下在某一平面内做圆周运动.从电视画面上可估算出细绳长度大约为32 cm ,小球2 s 转动一圈.由此可知王亚平使小球沿垂直细绳方向获得的速度为 ( ). A .0.1 m/s B .0.5 m/s C .1 m/sD .2 m/s题组二 匀速圆周运动的动力学问题3.(单选)如图4-3-9所示,是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置.该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺,带孔的小图4-3-8球穿在光滑细杆与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在转动轴上,小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动.当转盘不转动时,指针指在O 处,当转盘转动的角速度为ω1时,指针指在A 处,当转盘转动的角速度为ω2时,指针指在B 处,设弹簧均没有超过弹性限度.则ω1与ω2的比值为( ). A.12B.12C.14D.134.(2013·扬州中学期中考试)(单选)如图4-3-10所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两物体A 和B ,它们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚好没有发生滑动时,烧断细线,则两物体的运动情况将是( ). A .两物体均沿切线方向滑动B .两物体均沿半径方向滑动,远离圆心C .两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会滑动D .物体A 仍随圆盘做匀速圆周运动,物体B 沿曲线运动,远离圆心5.(2013·江苏卷,2)(单选)如图4-3-11所示,“旋转秋千”中的两个座椅A 、B 质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( ).A .A 的速度比B 的大B .A 与B 的向心加速度大小相等C .悬挂A 、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等D .悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小题组三 离心现象6.(单选)世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里,共有23个弯道,如图4-3-12所示,赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,则以下说法正确的是( ).A .是由于赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动 方向盘才造成赛车冲出跑道的B .是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C .是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的图4-3-10图4-3-12图4-3-11D.由公式F=mω2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道7.(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图4-3-13,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处().A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于v c,车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v c,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时,与未结冰时相比,v c的值变小题组四圆周运动的临界问题8.(2013·上海卷,6)(单选)秋千的吊绳有些磨损.在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千().A.在下摆过程中B.在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时9.(多选)如图4-3-14所示,半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置,小球m在圆形轨道内侧做圆周运动.对于半径R不同的圆形轨道,小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力.下列说法中正确的有().A.半径R越大,小球通过轨道最高点时的速度越大B.半径R越大,小球通过轨道最高点时的速度越小C.半径R越大,小球通过轨道最低点时的角速度越大D.半径R越大,小球通过轨道最低点时的角速度越小10.(单选)在光滑水平面上,有一转轴垂直于此平面,交点O的上方h处固定一细绳,绳的另一端连接一质量为m的小球B,绳长l>h,小球可随转轴转动在光滑水平面上做匀速圆周运动,如图4-3-15所示.要使小球不离开水平面,转轴转速的最大值是().A.12πgh B.πghC.12πgl D.12πlg图4-3-13图4-3-15图4-3-1411.(多选)如图4-3-16所示,长为L 的轻杆一端固定质量为m 的小球,另一端固定转轴O ,现使小球在竖直平面内做圆周运动.P 为圆周轨道的最高点.若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为92gL ,则以下判断正确的是( ). A .小球不能到达P 点B .小球到达P 点时的速度小于gLC .小球能到达P 点,但在P 点不会受到轻杆的弹力D .小球能到达P 点,且在P 点受到轻杆向上的弹力B 深化训练——提高能力技巧12.(2013·常州市上学期期中考试)如图4-3-17所示,将一质量为m =0.1 kg 的小球自水平平台右端O 点以初速度v 0水平抛出,小球飞离平台后由A 点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC ,并沿轨道恰好通过最高点C ,圆轨道ABC 的形状为半径R =2.5 m 的圆截去了左上角127°的圆弧,BC 为其竖直直径,(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度g 取10 m/s 2)求: (1)小球经过C 点的速度大小;(2)小球运动到轨道最低点B 时小球对轨道的压力大小; (3)v0的数值.图4-3-16图4-3-17。
物体做匀速圆周运动的条件是什么
物体做匀速圆周运动的条件是什么物体做匀速圆周运动的条件包括以下几个方面:
1. 向心力提供中心向力:在匀速圆周运动中,物体受到一个向心力,这个向心力是由于物体受到中心向力(通常是引力、弹力等)的作用。
向心力的方向总是指向圆心,使得物体沿着圆周做匀速运动。
2. 合外力为零:在匀速圆周运动中,合外力(在切线方向上的力)为零。
物体虽然受到向心力,但在切线方向上没有净的外力,因此物体沿切线方向不会有加速度。
3. 力矩平衡:物体在匀速圆周运动中,虽然合外力为零,但可能有一个合外力矩,使得物体维持稳定的圆周运动。
这个合外力矩通常与向心力成正比。
4. 角动量守恒:在匀速圆周运动中,角动量守恒是一个重要的条件。
物体沿着圆周运动时,角动量守恒表明在没有外部扭矩的情况下,物体的角动量保持不变。
5. 速度方向始终垂直于半径:在匀速圆周运动中,物体的速度方向始终垂直于与圆心相连的半径。
这是因为向心力的方向总是指向圆心,导致速度与半径的方向垂直。
这些条件描述了物体在匀速圆周运动中的基本特征,保证了物体能够保持稳定的圆周运动。
这类运动是一种特殊的运动形式,需要满足上述条件以维持匀速圆周运动。
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高中物理生活中的圆周运动专题讲解
生活中的圆周运动要点一、静摩擦力提供向心力的圆周运动的临界状态 要点诠释:1、水平面上的匀速圆周运动,静摩擦力的大小和方向物体在做匀速圆周运动的过程中,物体的线速度大小不变,它受到的切线方向的力必定为零,提供向心力的静摩擦力一定沿着半径指向圆心。
这个静摩擦力的大小2f ma mr ω==向,它正比于物体的质量、半径和角速度的平方。
当物体的转速大到一定的程度时,静摩擦力达到最大值,若再增大角速度,静摩擦力不足以提供物体做圆周运动所需要的向心力,物体在滑动摩擦力的作用下做离心运动。
临界状态:物体恰好要相对滑动,静摩擦力达到最大值的状态。
此时物体的角速度rgμω=(μ为最大静摩擦因数),可见临界角速度与物体质量无关,与它到转轴的距离有关。
2、水平面上的变速圆周运动中的静摩擦力的大小和方向无论是加速圆周运动还是减速圆周运动,静摩擦力都不再沿着半径指向圆心,静摩擦力一定存在着一个切向分量改变速度的大小。
如图是在水平圆盘上的物体减速和加速转动时静摩擦力的方向:(为了便于观察,将图像画成俯视图)【典型例题】类型一、生活中的水平圆周运动 例1(多选)、(2015 安阳二模)如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A 、B 两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A .B 的向心力是A 的向心力的2倍B .盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍C .A 、B 都有沿半径向外滑动的趋势D .若B 先滑动,则B 对A 的动摩擦因数A μ小于盘对B 的动摩擦因数B μ 【答案】BC【解析】因为A 、B 两物体的角速度大小相等,根据2n F mr ω=,因为两物块的角速度大小相等,转动半径相等,质量相等,则向心力相等;对A 、B 整体分析,22B f mr ω=,对A 分析,有2A f mr ω=,知盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍,则B 正确;A 所受的摩擦力方向指向圆心,可知A 有沿半径向外滑动的趋势,B 受到盘的静摩擦力方向指向圆心,有沿半径向外滑动的趋势,故C 正确;对AB 整体分析,222B B mg mr μω=,解得:B B grμω=,对A 分析,2A A mg mr μω=,解得A A grμω=,因为B 先滑动,可知B 先到达临界角速度,可知B 的临界角速度较小,即B A μμ<,故D 错误。
圆周运动的规律及其应用 知识点总结与典例(最新)
圆周运动的规律及其应用知识点总结与典例【知识点梳理】知识点一 匀速圆周运动及描述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.描述圆周运动的物理量物理量 意义、方向公式、单位 线速度(v )①描述圆周运动的物体运动快慢的物理量 ②是矢量,方向和半径垂直,和圆周相切 ①v =Δs Δt =2πr T ②单位:m/s 角速度(ω)①描述物体绕圆心转动快慢的物理量 ②中学不研究其方向①ω=ΔθΔt =2πT ②单位:rad/s 周期(T )和转速(n )或频率(f )①周期是物体沿圆周运动一周的时间 ②转速是物体单位时间转过的圈数,也叫频率①T =2πrv 单位:s ②n 的单位:r/s 、r/min ,f 的单位:Hz向心加速度(a )①描述速度方向变化快慢的物理量 ②方向指向圆心①a =v 2r =rω2 ②单位:m/s 23.线速度、角速度、周期、向心加速度之间的关系 (1)v =ωr =2πT r =2πrf .(2)a n =v 2r =rω2=ωv =4π2T 2r =4π2f 2r . 知识点二 匀速圆周运动的向心力1.向心力的理解 (1)作用效果向心力产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(2)大小F =m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r =mωv =4π2mf 2r 。
(3)方向始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力。
(4)来源向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,还可以由一个力的分力提供。
2.离心现象(1)现象做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。
(2)受力特点①当F n=mω2r时,物体做匀速圆周运动。
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。
圆周运动的条件
圆周运动的条件
圆周运动的条件
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圆周运动是天体运动的一种,指物体围绕其他物体沿着椭圆轨道的运动。
圆周运动的条件是:力的作用、引力和保持稳定性。
一、力的作用
圆周运动是天体运动的一种,力的作用是其中重要的条件。
一般来说,物体圆周运动要求外力施加在它上,否则物体就不会有圆周运动。
外力可以是引力也可以是其他物体施加的力,例如月球围绕太阳运行,就是由太阳施加的引力所引起的。
二、引力
引力是物体圆周运动必要条件,也是最重要的条件。
引力是一种自然现象,也是物体之间产生相互作用的一种方式。
例如太阳系中的行星,它们都围绕太阳运行,这是由太阳施加的引力所致。
三、保持稳定性
圆周运动是一种比较稳定的运动,因此需要保持稳定性。
一般来说,保持物体圆周运动的稳定性有两个方面:一是保持物体运行速度不变;二是保持物体运行轨道不变。
如果物体的速度或者轨道发生变化,就会导致其圆周运动不再稳定。
总之,圆周运动的条件是力的作用、引力和保持稳定性。
只有满足这三个条件,物体才能保持圆周运动。
16圆周运动基本分析思路
圆周运动基本分析思路考点规律分析掌握常见例图分析(1)对向心力的理解①向心力:使物体做圆周运动的指向圆心的合力。
②向心力的大小:F n =ma n =m v 2r =mω2r =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r =mωv 。
③向心力的方向:总是沿着半径指向圆心,始终与线速度方向垂直,方向时刻改变,所以向心力是变力。
④向心力的作用效果:只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。
⑤向心力的来源:向心力是根据力的作用效果命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力。
它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,也可以是它们的合力,也可以是合力的分力,甚至是某一个力的分力。
注意向心力绝对不是一个新的性质的力,受力分析中不能有向心力。
⑥向心力与物体所受合力的关系:a.当物体做匀速圆周运动时所受的合力提供向心力;b.当物体做变速圆周运动时,物体所受的合力沿半径方向的分力提供向心力,合力沿圆周切线方向的分力产生切向加速度,改变速度大小。
(2)匀速圆周运动①向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力合力的大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
匀速圆周运动是仅速度的方向变化而速度大小不变的运动,所以只存在向心加速度,因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力。
②匀速圆周运动的三个特点a .线速度大小不变,方向时刻改变,始终沿切线方向;b .角速度、周期、频率都恒定不变;c .向心加速度和向心力的大小都恒定不变,但方向时刻改变,始终指向圆心。
(3)常见匀速圆周运动的实例典型例题图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。
若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,设绳长l=10 m,质点的质量m=60 kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4.0 m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°,不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2,求质点与转盘一起做匀速圆周运动时:(1)绳子拉力的大小;(2)转盘角速度的大小。
圆周运动知识点总结完整版本
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 ω=②角速度与周期的关系: T πω2=③线速度与周期的关系:T Rv π2=④周期和转速的关系: nT 1= ⑤角速度与转速的关系: n πω2=(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:R m Rmv F 22ω== ③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。
圆周运动知识点总结
圆周运动知识点总结圆周运动是物理学中一个十分重要的概念,涉及到很多重要的知识点。
在生活中,我们经常会遇到这样的运动,例如地球绕太阳的公转、人造卫星绕地球运动等。
本文将对圆周运动涉及到的知识点进行总结,以便更好地理解和掌握这一概念。
一、圆周运动的基本定义和特点圆周运动是指物体在一个圆形轨道上不断运动的过程。
具体地说,运动物体以某个定点为圆心,在圆周上做匀速运动,被称为圆周运动。
圆周运动具有以下特点:(1)运动轨迹为圆形,因此叫做圆周运动;(2)圆周运动的速度大小保持不变,因此称为匀速圆周运动;(3)圆周运动的加速度大小保持不变,方向沿着圆周切线方向,因此称为向心加速度。
二、圆周运动的基本量圆周运动的基本量包括弧长、圆弧所对的圆心角、角速度、角加速度和向心加速度。
(1)弧长弧长是指圆弧的长度,通常用l表示。
由于圆周等分为360°,因此弧长可以通过以下公式计算:l = rθ,其中r为圆的半径,θ为圆弧所对的圆心角,单位为弧度(弧长等于半径的弧所对的圆心角为1弧度)。
(2)圆弧所对的圆心角圆弧所对的圆心角是指圆弧所对圆心角度数,它与圆弧所对的弧长之间存在以下关系:θ = l/r。
(3)角速度角速度是指物体完成单位时间内绕圆周旋转的角度,通常用ω表示。
角速度与圆周运动周期T之间存在以下关系:ω = 2π/T(4)角加速度角加速度是指物体在圆周运动过程中角速度的变化率,通常用α表示。
角加速度的大小与圆周运动的半径r与向心加速度a之间存在以下关系:α = a/r(5)向心加速度向心加速度是指物体在圆周运动过程中向圆心方向的加速度。
它的大小与圆周运动的速度v、角速度ω和圆的半径r之间存在以下关系:a = v²/r = rω²三、圆周运动的动力学圆周运动的动力学涉及到牛顿第一、第二定律和力的分解原理。
(1)牛顿第一定律牛顿第一定律表明,没有外力作用时,物体保持静止或直线匀速运动。
由于圆周运动的速度大小保持不变,因此在匀速圆周运动中,没有合外力作用于物体,物体可以沿着圆周做匀速运动。
圆周运动的临界问题结论总结
圆周运动的临界问题结论总结圆周运动的临界问题结论总结1. 引言:圆周运动是物理学中的一个重要问题,涉及到质点在圆周轨道上运动的临界条件和相关结论。
通过对圆周运动的深入研究和分析,我们可以更好地理解质点运动的性质以及相应的临界条件。
2. 圆周运动的基本定义和参数:圆周运动是指质点沿着固定半径的圆周轨道做匀速运动。
它的参数包括半径r、角速度ω和线速度v等。
圆周运动的关键特征是质点受到向心力的作用,它的大小与质点的质量m、角速度ω和半径r有关,即F = mω²r。
3. 圆周运动的临界条件:圆周运动会出现临界情况,当质点的向心力等于或超过受力的上限时,圆周运动将发生变化。
这个临界条件可以用一个重要的方程来表示:F = mv²/r = mω²r。
当F > mω²r时,质点将脱离圆周轨道,产生离心力;当F = mω²r时,质点保持在圆周轨道上做匀速运动,达到临界情况。
4. 圆周运动的结论总结:通过对圆周运动的分析,我们可以得出以下结论:4.1 向心力是使质点保持在圆周轨道上运动的重要力量,它提供了质点的必要的向心加速度,进而产生了向心力。
4.2 圆周运动的临界条件是质点所受向心力等于或超过受力上限,当向心力小于受力上限时,质点无法保持在圆周轨道上做匀速运动。
4.3 圆周运动的临界条件方程为F = mω²r,其中F是向心力,m是质点的质量,ω是角速度,r是运动半径。
4.4 圆周运动的临界条件可以帮助我们计算或推导质点的角速度、线速度、运动半径等参数,从而更加深入地了解质点运动的性质。
5. 我的个人观点和理解:圆周运动的临界问题是一个非常有趣且重要的物理学问题。
通过对临界条件的研究和理解,我们可以更好地把握物体在圆周轨道上运动时的行为特征,推导出相关的运动参数,并进行定量分析。
这样,我们可以更深入、全面地了解物体运动的规律和特点,为实际问题的解决提供有力支持。
匀速圆周运动的条件
匀速圆周运动的条件引入:物体做曲线运动的条件:切向力改变速度大小,法向力改变速度方向。
条件:(1)初速度v;(2)vF合1、向心力(1)向心力的定义:在圆周运动中,物体受到的合力在沿着半径方向上的分量叫做向心力。
(2)向心力的作用:是改变线速度的方向,产生向心加速度的原因。
(3)向心力的大小:向心力的大小等于物体的质量和向心加速度的乘积;确定的物体在半径一定的情况下,向心力的大小正比于线速度的平方,也正比于角速度的平方;线速度一定时,向心力反比于圆周运动的半径;角速度一定时,向心力正比于圆周运动的半径。
如果是匀速圆周运动则有:。
(4)向心力的方向:与速度方向垂直,沿半径指向圆心。
(5)关于向心力的说明:①向心力是按效果命名的,它不是某种性质的力;②匀速圆周运动中的向心力始终垂直于物体运动的速度方向,所以它只能改变物体的速度方向,不能改变速度的大小;③无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动,向心力总是变力,但是在匀速圆周运动中向心力的大小是不变的,仅方向不断变化。
2、向心力的来源(1)向心力不是一种特殊的力。
重力(万有引力)、弹力、摩擦力等每一种力以及这些力的合力或分力都可以作为向心力。
(2)匀速圆周运动的实例及对应的向心力的来源(如表所示):匀速圆周运动实例向心力万有引力线中弹力(或重力、支持力、弹力的合力)静摩擦力(或重力、支持力、静摩擦力的合力)重力和弹力的合力(或弹力的分力)静摩擦力(或重力、弹力、静摩擦力的合力)知识点三:匀速圆周运动与变速圆周运动的区别1、从向心力看匀速圆周运动和变速圆周运动(1)匀速圆周运动的向心力大小不变,由物体所受到的合外力完全提供,换言之也就是说物体受到的合外力完全充当向心力的角色。
例如月球围绕地球做匀速圆周运动,它受到的地球对它的引力就是合外力,这个合外力正好沿着半径指向地心,完全用来提供月球围绕地球做匀速圆周运动的向心力。
(2)在变速圆周运动中,向心力只是物体受到的合外力的沿着半径方向的一个分量。
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件在我们生活的这个世界里,电和磁的世界可真是妙不可言,像是一场永不停息的舞蹈。
在这个舞蹈中,带电粒子就像是舞者,在磁场的指引下翩翩起舞。
想象一下,带电粒子在磁场中转个不停,形成一个个优美的圆圈,简直就像是在参加一场华丽的舞会,让人忍不住想要鼓掌叫好。
可别小看这舞蹈,想要带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,可不是随随便便就能做到的哦!这其中可有讲究。
带电粒子得有足够的电荷。
想象一下,电荷就像是一种魔法,能让粒子在磁场中感受到神奇的力。
没有电荷,粒子就像没有魔法的普通人,根本无法在这个舞池里尽情旋转。
每个粒子都有自己的电荷,正电荷和负电荷,都是这个舞会的明星。
正电荷在磁场中向右转,负电荷则向左转,像是两位舞者在不同的舞台上,互不相扰,彼此却又相互依存。
再说到磁场,这个家伙也不简单。
磁场就像是舞会的主持人,决定着舞者的舞步。
要想在磁场中优雅地转圈,粒子必须在一个合适的磁场强度下才能完成这场舞蹈。
如果磁场太弱,粒子根本无法获得足够的动力,像是个没有劲儿的小孩,转个圈都嫌费劲;如果磁场太强,粒子又会被迫改变轨道,可能就没法维持原来的匀速运动。
真是“欲速则不达”,得把握好这个平衡啊。
说到这里,大家肯定会问,匀速运动的速度又得怎么控制呢?这可是一门大学问!粒子的速度和圆周半径之间有着微妙的关系。
一般来说,粒子的速度越快,转的圈就越小,反之亦然。
如果我们想要粒子在磁场中以一个固定的速度转圈,那这个圆的半径就得恰到好处。
就像是骑自行车,太快了就容易摔,太慢了又没劲儿,得找到那个最佳的骑行速度。
得提一下粒子的质量。
质量可不是小事,轻的粒子在磁场中比较容易转动,像是个灵活的小精灵;而重的粒子则需要更多的力量来维持它的运动,这就像是个胖子,跑起来可就费劲了。
不过,质量和速度之间也有个关系,越重的粒子,要想转得稳,就得有更快的速度来支持它的转动。
无论如何,这一切都需要达到一个微妙的平衡,就像是调和饮料,甜酸适中,才能让人喝得舒服。
等量同种电荷中能做匀速圆周运动的条件
等量同种电荷中能做匀速圆周运动的条件
在自然界中,存在着许多具有电荷的粒子,它们可以相互作用并产生电场。
在一定条件下,这些电荷粒子还能够做匀速圆周运动。
那么,以等量同种电荷中能做匀速圆周运动的条件为题,我将为你详细解释这个问题。
要实现等量同种电荷的匀速圆周运动,我们需要满足以下几个条件。
1. 存在一个中心力:为了使电荷能够做圆周运动,必须存在一个中心力,该力与电荷之间的距离成正比。
这个中心力可以是引力、电场力或其他类型的力,具体取决于电荷的性质。
2. 电荷之间的相互作用:在一定范围内,电荷之间会相互作用。
当电荷间的相互作用力满足中心力的条件时,电荷就能够做匀速圆周运动。
3. 平衡受力:在匀速圆周运动中,电荷受到的向心力与它所受到的离心力平衡。
这样,电荷才能在圆周路径上保持匀速运动。
4. 同向同量电荷:为了使电荷能够在同一个圆周路径上运动,这些电荷必须具有相同的电量,并且方向相同。
只有这样,它们受到的中心力才能相等,从而实现匀速圆周运动。
总结起来,以等量同种电荷中能做匀速圆周运动的条件为题,我们需要满足以下几个条件:存在一个中心力、电荷之间的相互作用、
平衡受力和同向同量电荷。
只有在这些条件的共同作用下,电荷才能够在相同的圆周路径上保持匀速运动。
希望通过这篇文章,你能更好地理解等量同种电荷能够做匀速圆周运动的条件,以及这些条件的重要性和作用。
同时,也希望文章能够让你感受到这个问题的深度和意义,从而加深你对电荷运动的理解。
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二、圆周运动的处理思想
τ τ
n o
n
n→沿半径方向(高中时可用x替换) τ→沿切线方向(高中时可用Y替换)
根据力的作用方向有 Fn=ma向=mv2/R=… (改变速度方向,保证沿圆 轨迹做圆周运动) 沿切向方向有 Fτ=ma切
(改变速度大小)
三、圆周运动的分类 1、匀速圆周
引入:
通过前面的学习,我们学会了利用v、 ω、T、f、n来描述圆周运动的快慢。并且 还通过匀速圆周运动模型,掌握了向心加 速度和向心力的概念及意义,还进一步深 入到对匀速圆周运动动力学关系的研究。
F合=ma向
m
v2 R
m 2R
...
思考1、物体做圆周运动的条件是什 么呢?
v Fn
R
(1)Fn=0时,物体轨迹? 沿切线飞出
案例:
Fn=ma向=mv2/R=… Fτ=0
2、变速圆周
Fn=ma向=mv2/R=… Fτ=ma切
F合=Fn=F向 a=a向 合外力一定沿半径方 向指向圆心,充当向 心力
F合= Fn2 F 2 F向 a= an2 a 2 a向
合外力不一定沿半径 方向指向圆心,充当 向心力。但一定指向 圆内。
(2)Fn=mv2/R时,物体轨迹? 沿圆周运动
(3)0<Fn<mv2/R时,物体轨迹? 离心运动
(4)Fn>mv2/R时,物体轨迹? 近心运动
一、圆周运动的条件 物体沿径向合外力Fn恰好等于mv2/R
供
Fn
由物体实际 受力决定
需
<
=
mv2/R
>
由物体运动 参量决定
思考2、物体做圆周运动,与沿切线方向作用的力 有没有关系?