圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(张晓整理)

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(完整版)圆周运动知识点

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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。

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结圆周运动是指物体绕着一个固定的轴进行连续的旋转运动。

这种运动有很多实际应用,比如地球围绕太阳的公转、轮胎在车辆运行时的自转等。

下面是关于圆周运动的一些知识点总结:1. 圆周运动的基本概念:圆周运动是指物体绕着一个固定轴进行旋转运动。

在圆周运动中,旋转轴是圆的直径,被旋转的物体被称为转动物体。

2. 半径和直径:在圆周运动中,圆的半径是从圆心到圆上任意一点的距离,而直径是通过圆心的一条线段,它等于半径的两倍。

3. 弧长和扇形面积:在圆周运动中,弧长是沿着圆的圆周长度,它可以通过半径和角度来计算;扇形面积是圆周内的一部分,它可以通过半径和角度来计算。

4. 角度和弧度:在圆周运动中,角度是圆周上的一部分,它可以通过弧长和半径来计算;而弧度是角度和半径之间的比值,它是衡量角度大小的标准单位。

5. 角速度和角加速度:在圆周运动中,角速度表示单位时间内角度的改变量,常用单位是弧度/秒;而角加速度表示角速度的变化率,常用单位是弧度/秒²。

6. 牛顿第二定律:在圆周运动中,根据牛顿第二定律,物体所受的向心力等于质量乘以加速度。

向心力的大小可以通过物体的质量、角速度和半径来计算。

7. 向心力和离心力:在圆周运动中,向心力是物体沿着圆周方向的合力,它的大小等于质量乘以向心加速度;而离心力是物体沿着圆心指向圆周外侧的力,它的大小等于质量乘以离心加速度。

8. 向心加速度和离心加速度:在圆周运动中,向心加速度是物体在圆周运动过程中沿圆心指向的加速度,它的大小等于速度的平方除以半径;而离心加速度是物体在圆周运动过程中与圆周方向垂直的加速度,它的大小等于速度的平方除以半径。

9. 中心力和非中心力:在圆周运动中,中心力是物体运动轨迹上的向心力,它的方向指向圆心;而非中心力是物体运动轨迹上的离心力,它的方向与圆心相反。

10. 圆周运动的应用:圆周运动有很多实际应用,比如地球围绕太阳的公转导致地球季节的变化,轮胎在车辆运行时的自转导致车辆行驶方向的变化等。

第17讲圆周运动分析受力分析

第17讲圆周运动分析受力分析

向心力只改变速度方向,不改变速度的大小知识点2 向心力大小
知识点3 离心运动【例1】汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时,关于汽车的受力及车桥情确
汽车对桥面的压力情况,以下说法正确的是()
圆弧形拱桥,一辆汽车通过桥中央【例2】AB的圆弧半径为40 m,桥高l0m,辆汽车通过桥中央时桥受压力为车重的一半,汽车的速率多大?若汽车通过桥中央时
对桥恰无压力,汽车的落地点离AB中点P多远?
,与转台动摩擦因数相同,转台旋转
【例7】如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动
,物体相对桶壁静止.则已知物体与桶之间摩擦因数为μ,桶半径为r
,要让物体不掉下,桶的角速度至少多大?
要让物体不掉下桶的角速度至少多大?
,当转轴的角速度逐渐增大时()。

最新圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(张晓整理)

最新圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(张晓整理)

高中圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(复习大全)一、基础知识匀速圆周运动问题是学习的难点,也是高考的热点,同时它又容易和很多知识综合在一起,形成能力性很强的题目,如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识,对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点,首先是匀速圆周运动的运动学规律,其次是其动力学规律,现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变,而方向都是时刻变化的,因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。

为了描述其运动的特殊性,又引入周期(T)、频率(f)、角速度(「)等物理量,涉及的物理量及公式较多。

因此,熟练理解、掌握这些概念、公式,并加以灵活选择运用,是我们学习的重点。

1.匀速圆周运动的基本概念和公式s Y?(1)线速度大小:丁,方向沿圆周的切线方向,时刻变化;$ 2开(2)角速度丄「,恒定不变量;T二丄(3)周期与频率.■;2 2 屮二-- =a = — =(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]二了,1'> :」、」、「的关系为2 加r,-v =——二朝二Z测/丁。

所以在也、T、了中若一个量确定,其余两个量也就确定了,而r还和'有关。

【例1】关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.线速度不变B. 角速度不变C. 加速度为零D. 周期不变解析:匀速圆周运动的角速度和周期是不变的;线速度的大小不变,但方向时刻变化,故匀速圆周运动的线速度是变化的,加速度不为零,答案为B、D。

【例2】在绕竖直轴匀速转动的圆环上有 A 、B 两点,如图1所示,过A 、B 的半径 与竖直轴的夹角分别为30°和60 °,则A 、B 两点的线速度之比为 ;向心加速度之比为。

7寻3A■30°60_ BO解析:A 、B 两点做圆周运动的半径分别为V A 5,:13--- -- ------ -- --- -- -------- -----它们的角速度相同,所以线速度之比V BrB 33aA加速度之比aB2. 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。

完整版)圆周运动知识点总结

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完整版)圆周运动知识点总结1.曲线运动是指轨迹是曲线的运动。

在研究曲线运动时,需要强调受力这一本质,并与直线运动进行比较。

曲线运动可以分为平抛运动和圆周运动两类。

2.曲线运动的运动学特征包括:轨迹是曲线,速度方向可能变化,取决于外力作用。

3.曲线运动的受力特征是:合力不等于零,且与速度不在同一直线上时为曲线运动,与速度在同一直线上时为直线运动。

以水平抛出小球为例,可以分解重力为水平和垂直两个分量,并根据其方向改变速度。

4.曲线运动的加速减速判断可以类比直线运动,即合力与速度夹角为锐角时为加速,为钝角时为减速,为直角时速度大小不变。

若合力恒定,则为匀变速曲线运动,如平抛运动;若合力变化,则为非匀变速曲线运动,如圆周运动。

5.运动的合成与分解可以对位移、速度、加速度进行分解与合成。

合运动与分运动的时间相等,具有独立性和等效性。

常见的运动的合成与分解问题包括小船过河,需要根据题目要求选择最短时间或最短位移的路径。

在进行船只渡河时,有三种情况需要考虑。

第一种情况是当船只速度与水流速度相等时,为了使渡河时间最短,船只需要将船头指向对岸。

第二种情况是当船只速度小于水流速度时,为了使渡河位移最短,船只需要将船头指向对岸上游,使用矢量三角形法可以求解。

第三种情况是当船只靠岸时,需要注意两个绳连接的物体沿绳子方向的速度大小相等,并且物体的实际运动为合运动,可以使用正交分解的方法来解决问题。

平抛运动是指物体在水平方向上抛出后,只在重力下进行匀变速曲线运动的过程。

在平抛运动中,轨迹是曲线,速度与水平方向不相等,受力特点为恒力,加速度为重力加速度,速度与合力垂直。

可以使用运动的合成与分解的方法来解决平抛运动问题,其中需要进行正交分解,将X、Y轴分别分解为匀速直线运动和自由落体运动。

圆周运动的轨迹是圆形,速度时刻改变,与半径垂直。

描述圆周运动的物理量有周期和频率,其中周期是一个完成圆周运动所需的时间,频率是单位时间内质点所完成的圈数。

(完整版)圆周运动知识点总结

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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 合与不在同一直线上(曲线);F 合与在0v 0v 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:与在同一直线上:改变的大小x g A v A v与为垂直关系:改变的方向y g A v A v 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dA ll t hi n g最短:船头指向对岸上游:游:V 水V Vbri末速度与初速度的夹角s立坐标系gnihtllAt hi n gs in th ei r be i ng ar eg o df o rs N。

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结一、圆周运动的定义物体沿着圆周的运动称为圆周运动。

在圆周运动中,物体的运动轨迹是一个圆或者一段圆弧。

二、线速度1、定义:物体通过的弧长与所用时间的比值,叫做线速度。

2、公式:\(v =\frac{\Delta s}{\Delta t}\)(\(\Delta s\)表示弧长,\(\Delta t\)表示时间)3、单位:米每秒(m/s)4、物理意义:描述物体沿圆周运动的快慢。

5、线速度是矢量,其方向沿圆周的切线方向。

三、角速度1、定义:连接物体与圆心的半径所转过的角度与所用时间的比值,叫做角速度。

2、公式:\(\omega =\frac{\Delta \theta}{\Delta t}\)(\(\Delta \theta\)表示角度,\(\Delta t\)表示时间)3、单位:弧度每秒(rad/s)4、物理意义:描述物体绕圆心转动的快慢。

四、周期和频率1、周期(T)定义:做圆周运动的物体运动一周所用的时间。

单位:秒(s)公式:\(T =\frac{2\pi r}{v}\)(r 为圆周运动的半径)2、频率(f)定义:单位时间内完成圆周运动的次数。

单位:赫兹(Hz)公式:\(f =\frac{1}{T}\)五、线速度、角速度、周期、频率之间的关系1、\(v =\omega r\)2、\(v =\frac{2\pi r}{T}\)3、\(\omega =\frac{2\pi}{T} = 2\pi f\)六、向心加速度1、定义:做圆周运动的物体,由于速度方向不断改变,必然存在加速度,这个加速度指向圆心,叫做向心加速度。

2、公式:\(a_n =\frac{v^2}{r} =\omega^2 r\)3、方向:始终指向圆心,与线速度方向垂直。

4、物理意义:描述线速度方向变化的快慢。

七、向心力1、定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。

2、公式:\(F_n = m \frac{v^2}{r} = m\omega^2 r\)3、方向:始终指向圆心,与速度方向垂直。

圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲

圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲

高中圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(复习大全)一、基础知识匀速圆周运动问题是学习的难点,也是高考的热点,同时它又容易和很多知识综合在一起,形成能力性很强的题目,如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识,对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点,首先是匀速圆周运动的运动学规律,其次是其动力学规律,现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变,而方向都是时刻变化的,因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。

为了描述其运动的特殊性,又引入周期(T)、频率(f)、角速度( )等物理量,涉及的物理量及公式较多。

因此,熟练理解、掌握这些概念、公式,并加以灵活选择运用,是我们学习的重点。

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。

【例1】关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A. 线速度不变B. 角速度不变C. 加速度为零D. 周期不变解析:匀速圆周运动的角速度和周期是不变的;线速度的大小不变,但方向时刻R R r A 2130sin =︒= R R r B 2360sin =︒= 它们的角速度相同,所以线速度之比3331====BA B A B A r r r r v v ωω 加速度之比3322==BB A A B A r r a a ωω 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。

圆周运动知识点

圆周运动知识点

圆周运动知识点圆周运动是物体在圆的轨迹上做匀速运动的过程。

在日常生活和科学研究中,我们经常会遇到和使用圆周运动的知识。

本文将介绍一些与圆周运动相关的知识点。

1. 圆周运动的定义和特点圆周运动是指物体沿着圆形轨迹做匀速运动的过程。

在圆周运动中,物体的速度大小保持不变,但方向不断变化,沿圆形轨迹做匀速运动。

圆周运动中,物体的加速度的大小恒定,方向指向圆心。

这种运动通常是由一个力提供的,称为向心力。

2. 向心力与圆周运动的关系向心力是使物体保持圆周运动的力。

在圆周运动中,物体所受的向心力的大小等于物体的质量乘以向心加速度的大小。

向心力的方向始终指向圆心,使物体向圆心方向做加速运动,使物体保持圆周运动。

3. 圆周运动的周期和频率圆周运动的周期是指物体完成一次完整圆周运动所需的时间。

周期可以表示为T,通常以秒为单位。

频率是指单位时间内圆周运动发生的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。

频率可以表示为f,计算方法为频率等于1除以周期。

4. 圆周运动的角速度和线速度角速度是指物体在圆周运动中单位时间内所转过的角度大小。

角速度可以表示为ω,通常以弧度/秒为单位。

角速度与圆周运动的周期之间有关系,角速度等于2π除以周期。

线速度是指物体在圆周运动中单位时间内所走过的弧长。

线速度可以表示为v,通常以米/秒为单位。

线速度等于物体在单位时间内所转过的角度大小乘以运动的半径。

5. 圆周运动的离心力和向心加速度离心力是指物体在圆周运动中受到的相对于圆心的向外的力。

离心力的大小等于物体的质量乘以向心加速度的大小。

向心加速度是指物体在圆周运动中的加速度大小。

向心加速度可以表示为ac,计算公式为向心加速度等于线速度的平方除以运动的半径。

6. 圆周运动的应用圆周运动在生活和科学研究中有许多应用。

例如,地球绕太阳的公转运动、行星绕太阳的公转运动等都是圆周运动。

此外,圆周运动还在机械工程、电子工程、天文学等领域广泛应用。

总结:圆周运动是物体沿圆形轨迹做匀速运动的过程。

圆周运动知识点总结完整版本.pdf

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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。

圆周运动总结知识要点

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

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

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。

word完整版圆周运动知识点及例题推荐文档

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3:匀速圆周运动知识点及例题、匀速圆周运动的描述1. 线速度、角速度、周期和频率的概念⑴线速度V 是描述质点沿圆周运动快慢的物理量,是矢量, 其方向沿轨迹切线,国际单位制中单位符号是m/s;(2)角速度3是描述质点绕圆心转动快慢的物理量,是矢量,其大小为 在国际单位制中单位符号是rad/ s;周期T 是质点沿圆周运动一周所用时间,在国际单位制中单位符号是(4) 频率f 是质点在单位时间内完成一个完整圆运动的次数,在国际单位制中单位符号是 (5) 转速n 是质点在单位时间内转过的圈数,单位符号为 r/S ,以及r/min. S 度、角速度、周期和频率之间的关系 线速度、角速度、周期和频率各量从不同角度描述质点运动的快慢,它们之间有关系T%,V 喀, 由上可知,在角速度一定时,线速度大小与半径成正比;在线速度一定时,角速度大小与半径成反比.三、向心力和向心加速度 1. 向心力(1) 向心力是改变物体运动方向,产生向心加速度的原因.(2) 向心力的方向指向圆心,总与物体运动方向垂直,所以向心力只改变速度的方向. 2. 向心加速度(1) 向心加速度由向心力产生,描述线速度方向变化的快慢,是矢量.(2) 向心加速度方向与向心力方向恒一致,总沿半径指向圆心;向心加速度的大小为 2 Van —rV = s/t = 2 n/T3=①/t = 2 nT = 2 n3. 向心加速度 a = V 2/r = 32r = (2 nT)2r 4. 向心力 F 心=mV 2/r = m 32r = mr(2 nT)2= m 3V=F 合5. 周期与频率:T = 1/f6. 角速度与线速度的关系:V = 3r7. 角速度与转速的关系3= 2m(此处频率与转速意义相同)8. 主要物理量及单位:弧长s:米(m);角度①:弧度(rad);频率f:赫(Hz);周期T :秒(s);转速 n: r/s;半径「:米(m);线速度V : (m/s);角速度3: (rad/s);向心加速度:(m/s 2)。

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结圆周运动是物体沿圆周路径运动的一种形式,它在物理学中占有重要地位。

以下是关于圆周运动的一些关键知识点:1. 圆周运动的基本概念:圆周运动是指物体沿圆周轨迹运动的过程,其中物体的速度方向时刻变化,始终指向圆心。

2. 圆周运动的类型:圆周运动可以分为匀速圆周运动和变速圆周运动。

匀速圆周运动是指物体以恒定速度沿圆周轨迹运动,而变速圆周运动则是指物体的速度大小或方向在运动过程中发生变化。

3. 圆周运动的描述:描述圆周运动时,通常使用线速度、角速度、周期、频率等物理量。

线速度是物体沿圆周轨迹的切线方向的速度,角速度是物体绕圆心转过的角度与时间的比值,周期是物体完成一次圆周运动所需的时间,频率是单位时间内物体完成圆周运动的次数。

4. 圆周运动的物理量关系:对于匀速圆周运动,线速度v、角速度ω、周期T和频率f之间的关系为v = ωr = 2πr/T = 2πf,其中r是圆周运动的半径。

5. 向心力:物体做圆周运动时,需要一个指向圆心的力来维持运动,这个力称为向心力。

向心力的大小与物体的质量、速度和半径有关,其公式为F_c = mω^2r = mv^2/r。

6. 向心加速度:物体做圆周运动时,由于速度方向时刻改变,会产生向心加速度,其大小为a_c = vω = ω^2r = v^2/r,方向始终指向圆心。

7. 圆周运动的实例:生活中的许多现象都涉及到圆周运动,如行星绕太阳的运动、车轮的旋转、钟摆的摆动等。

8. 圆周运动的动力学分析:在分析圆周运动时,需要考虑物体所受的所有力,包括向心力、摩擦力、重力等,并通过牛顿第二定律进行动力学分析。

9. 圆周运动的稳定性:圆周运动的稳定性与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越小,圆周运动越稳定。

10. 圆周运动的实验研究:通过实验可以研究圆周运动的规律,例如使用旋转圆盘实验来测量角速度和线速度的关系,或者通过测量物体在圆周运动中的向心力来验证物理定律。

这些知识点为理解和分析圆周运动提供了基础,对于深入学习物理学中的动力学和运动学问题至关重要。

圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(张晓整理)

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高中圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(复习大全)一、基础知识匀速圆周运动问题是学习的难点,也是高考的热点,同时它又容易和很多知识综合在一起,形成能力性很强的题目,如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识,对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点,首先是匀速圆周运动的运动学规律,其次是其动力学规律,现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变,而方向都是时刻变化的,因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。

为了描述其运动的特殊性,又引入周期(T)、频率(f)、角速度( )等物理量,涉及的物理量及公式较多。

因此,熟练理解、掌握这些概念、公式,并加以灵活选择运用,是我们学习的重点。

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。

【例1】关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A. 线速度不变B. 角速度不变C. 加速度为零D. 周期不变解析:匀速圆周运动的角速度和周期是不变的;线速度的大小不变,但方向时刻变化,故匀速圆周运动的线速度是变化的,加速度不为零,答案为B、D。

【例2】在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A 、B 两点,如图1所示,过A 、B 的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°,则A 、B 两点的线速度之比为 ;向心加速度之比为 。

ωO60°30°AB解析:A 、B 两点做圆周运动的半径分别为RR r A 2130sin =︒= R R r B 2360sin =︒=它们的角速度相同,所以线速度之比3331====BA B A B A r r r r v v ωω 加速度之比3322==BB A A B A r r a a ωω 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。

圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(张晓整理)讲解

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高中圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(复习大全)一、基础知识匀速圆周运动问题是学习的难点,也是高考的热点,同时它又容易和很多知识综合在一起,形成能力性很强的题目,如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识,对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点,首先是匀速圆周运动的运动学规律,其次是其动力学规律,现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变,而方向都是时刻变化的,因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。

为了描述其运动的特殊性,又引入周期(T)、频率(f)、角速度( )等物理量,涉及的物理量及公式较多。

因此,熟练理解、掌握这些概念、公式,并加以灵活选择运用,是我们学习的重点。

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。

【例1】关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A. 线速度不变B. 角速度不变C. 加速度为零D. 周期不变解析:匀速圆周运动的角速度和周期是不变的;线速度的大小不变,但方向时刻变化,故匀速圆周运动的线速度是变化的,加速度不为零,答案为B、D。

它们的角速度相同,所以线速度之比3331====BA B A B A r r r r v v ωω 加速度之比3322==BB A A B A r r a a ωω 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。

圆周运动知识点总结

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。

物理圆周运动知识点

物理圆周运动知识点

物理圆周运动知识点物理圆周运动知识点物理学起始于伽利略和牛顿的年代,它已经成为一门有众多分支的基础科学。

物理学是一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。

物理学充分用数学作为自己的工作语言,它是当今最精密的一门自然科学学科。

下面是店铺为大家整理的学雷锋从小事做起作文,欢迎阅读与收藏。

物理圆周运动知识点11.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=ωr7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度():弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。

注:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。

物理圆周运动知识点2直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度v平=st(定义式)2.有用推论vt2–v02=2as3.中间时刻速度v平=vt2=vt+v024.末速度vt=v0+at5.中间位置速度vs2=v02+vt22126.位移s=v平t=v0t+at22=vt2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<08.实验用推论ΔS=aT^2ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差9.主要物理量及单位:初速(Vo):m/s加速度(a):m/s^2末速度(Vt):m/s时间(t):秒(s)位移(S):米(m)路程:米速度单位换算:1m/s=3.6Km/h注:(1)平均速度是矢量。

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高中圆周运动知识要点、受力分析和题目精讲(复习大全)一、基础知识匀速圆周运动问题是学习的难点,也是高考的热点,同时它又容易和很多知识综合在一起,形成能力性很强的题目,如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识,对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点,首先是匀速圆周运动的运动学规律,其次是其动力学规律,现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变,而方向都是时刻变化的,因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。

为了描述其运动的特殊性,又引入周期(T)、频率(f)、角速度( )等物理量,涉及的物理量及公式较多。

因此,熟练理解、掌握这些概念、公式,并加以灵活选择运用,是我们学习的重点。

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。

【例1】关于匀速圆周运动,下列说确的是()A. 线速度不变B. 角速度不变C. 加速度为零D. 周期不变解析:匀速圆周运动的角速度和周期是不变的;线速度的大小不变,但方向时刻变化,故匀速圆周运动的线速度是变化的,加速度不为零,答案为B、D。

【例2】在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A 、B 两点,如图1所示,过A 、B 的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°,则A 、B 两点的线速度之比为 ;向心加速度之比为 。

ωO60°30°AB解析:A 、B 两点做圆周运动的半径分别为RR r A 2130sin =︒= R R r B 2360sin =︒=它们的角速度相同,所以线速度之比3331====BA B A B A r r r r v v ωω 加速度之比3322==BB A A B A r r a a ωω 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,所需向心力就是该物体受的合外力,总是指向圆心;而做变速圆周运动的物体,所需向心力则是该物体受的合外力在指向圆心方向的分力,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。

因此,解答圆周运动的基本思路是:先分析物体的受力情况,然后把物体受的各外力沿指向圆心(即沿半径)方向与沿切线方向正交分解,最后用沿指向圆心的合外力等于向心力,即列方程求解做答。

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;若是匀速圆周运动,则有222)2(T mr mr r v m ma F F πω=====向向合,方向始终指向圆心三、典型情景受力分析竖直面轨道F 向=G-F 支 F 向=F 支-GF 向=G+F 支 F 向=G 时恰好到达最高点 F 向=G-F 支绳(竖直面)F 向=F 支-G F 向=F 支+G轻杆F 向=F 支-G F 向=G-F 支打滑,所以A 、B 两点的线速度大小相等,即B A 。

(1)根据r v =ω知21===A B B A B C r r ωωωω (2)根据ωr v =知21====A B A C A C B C r r r r v v v v(3)根据ωv a =知412121=⨯==B B C C B C v v a a ωω点评:共轴转动的物体上各点的角速度相同,不打滑的皮带传动的两轮边缘上各点线速度大小相等,这样通过“角速度”或“线速度”将比较“遥远”的两个质点的运动学特点联系在一起。

【例4】如图所示,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,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。

本题正确答案C、D。

点评:处理皮带问题的要点为:皮带(链条)上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等,同一轮上各点的角速度相同。

2. 水平面的圆周运动转盘:物体在转盘上随转盘一起做匀速圆周运动,物体与转盘间分无绳和有绳两种情况。

无绳时由静摩擦力提供向心力;有绳要考虑临界条件。

例2:如图所示,水平转盘上放有质量为m的物体,当物块到转轴的距离为r 时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上力为零)。

物体和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的倍。

求:(1)当转盘的角速度时,细绳的拉力。

(2)当转盘的角速度时,细绳的拉力。

解析:设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为,则,解得(1)因为,所以物体所需向心力小于物与盘间的最大摩擦力,则物与盘产生的摩擦力还未达到最大静摩擦力,细绳的拉力仍为0,即。

(2)因为,所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力,则细绳将对物体施加拉力,由牛顿第二定律得,解得。

点评:当转盘转动角速度时,物体有绳相连和无绳连接是一样的,此时物体做圆周运动的向心力是由物体与圆台间的静摩擦力提供的,求出。

可见,是物体相对圆台运动的临界值,这个最大角速度与物体的质量无关,仅取决于和r。

这一结论同样适用于汽车在平路上转弯。

圆锥摆:圆锥摆是运动轨迹在水平面的一种典型的匀速圆周运动。

其特点是由物体所受的重力与弹力的合力充当向心力,向心力的方向水平。

也可以说是其中弹力(或拉力)的水平分力提供向心力(弹力的竖直分力和重力互为平衡力)。

【例5】小球在半径为R的光滑半球做水平面的匀速圆周运动,试分析图中的(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角)与线速度v、周期T的关系。

(小球的半径远小于R)。

解析:小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面上(不在半球的球心),向心力F是重力G和支持力的合力,所以重力和支持力的合力方向必然水平。

如图3所示有由此可得,可见,越大(即轨迹所在平面越高),v越大,T越小。

点评:本题的分析方法和结论同样适用于火车转弯、飞机在水平面做匀速圆周飞行等在水平面的匀速圆周运动的问题。

共同点是由重力和弹力的合力提供向心力,向心力方向水平。

【例6】如下图所示,两绳系一质量为m=0.1kg的小球,上面绳长L=2m,两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°,问球的角速度在什么围,两绳始终紧;当角速度为3rad/s时,上、下两绳拉力分别为多大?解析:①当角速度很小时,AC和BC与轴的夹角都很小,BC并不紧。

当逐渐增大,BC刚被拉直(这是一个临界状态),但BC绳中的力仍然为零,设这时的角速度为,则有将已知条件代入上式解得②当角速度继续增大时减小,增大。

设角速度达到时,(这又是一个临界状态),则有将已知条件代入上式解得所以当满足时,AC、BC两绳始终紧。

本题所给条件,此时两绳拉力、都存在。

将数据代入上面两式解得,点评:解题时注意圆心的位置(半径的大小)。

如果时,,则AC与轴的夹角小于。

如果,,则BC与轴的夹角大于45°。

3. 竖直面的圆周运动竖直面圆周运动最高点处的受力特点及题型分类如下:这类问题的特点是:由于机械能守恒,物体做圆周运动的速率时刻在改变,所以物体在最高点处的速率最小,在最低点处的速率最大。

物体在最低点处向心力向上,而重力向下,所以弹力必然向上且大于重力;而在最高点处,向心力向下,重力也向下,所以弹力的方向就不能确定了,要分三种情况进行讨论。

(1)弹力只可能向下,如绳拉球。

这种情况下有,即,否则不能通过最高点;(2)弹力只可能向上,如车过桥。

在这种情况下有,,否则车将离开桥面,做平抛运动;(3)弹力既可能向上又可能向下,如管转(或杆连球、环穿珠)。

这种情况下,速度大小v可以取任意值。

但可以进一步讨论:a. 当时物体受到的弹力必然是向下的;当时物体受到的弹力必然是向上的;当时物体受到的弹力恰好为零。

b. 当弹力大小时,向心力有两解;当弹力大小时,向心力只有一解;当弹力时,向心力等于零,这也是物体恰能过最高点的临界条件。

结合牛顿定律的题型【例7】如图5所示,杆长为,球的质量为,杆连球在竖直平面绕轴O自由转动,已知在最高点处,杆对球的弹力大小为,求这时小球的瞬时速度大小。

解析:小球所需向心力向下,本题中,所以弹力的方向可能向上也可能向下。

(1)若F向上,则,;(2)若F向下,则,点评:本题是杆连球绕轴自由转动,根据机械能守恒,还能求出小球在最低点的即时速度。

需要注重的是:若题目中说明小球在杆的带动下在竖直面做匀速圆周运动,则运动过程中小球的机械能不再守恒,这两类题一定要分清。

【例8】如图所示,用细绳一端系着的质量为的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为的小球B,A的重心到O点的距离为。

若A与转盘间的最大静摩擦力为,为使小球B保持静止,求转盘绕中心O旋转的角速度的取值围。

(取)解析:要使B静止,A必须相对于转盘静止——具有与转盘相同的角速度。

A需要的向心力由绳拉力和静摩擦力合成。

角速度取最大值时,A有离心趋势,静摩擦力指向圆心O;角速度取最小值时,A有向心运动的趋势,静摩擦力背离圆心O。

对于B:对于A:,联立解得,所以点评:在水平面上做圆周运动的物体,当角速度变化时,物体有远离或向着圆心运动的(半径有变化)趋势。

这时要根据物体的受力情况,判定物体受的某个力是否存在以及这个力存在时方向朝哪(非凡是一些接触力,如静摩擦力、绳的拉力等)。

练习题:1. 关于互成角度(不为零度和180°)的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动,下列说确的是()A. 一定是直线运动B. 一定是曲线运动C. 可能是直线,也可能是曲线运动D. 以上答案都不对2. 一架飞机水平匀速飞行,从飞机上每隔1s释放一个铁球,先后释放4个,若不计空气阻力,则这4个球()A. 在空中任何时刻总是排列成抛物线,它们的落地点是等间距的B. 在空中任何时刻总是排列成抛物线,它们的落地点是不等间距的C. 在空中任何时刻总是在飞机的正下方排列成竖直直线,它们的落地点是不等间距的D. 在空中任何时刻总是在飞机的正下方排列成竖直直线,它们的落地点是等间距的3. 图中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,小轮的半径为、点在小轮上,到小轮中心的距离为。

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