质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做“匀速圆周运动”,亦称“匀速率圆周运动”。物体作圆周运动的条件:①具有初速度;②受到一个大小不变、方向与速度垂直因而是指向圆心的力(向心力)。物体作匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变速运动。又由于作匀速圆周运动时,它的向心加速度的大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变速运动。“匀速圆周运动”一词中的“匀速”仅是速率不变的意思。 做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,而且加速度不断改变,因为其加速度方向在不断改变
特别要注意的是物体做匀速圆周运动由合外力提供向心力,这也是解决匀速圆周运动问题的一个突破口。
匀速圆周运动公式
1线速度V=s/t=2πr/T
2角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4向心力F=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5周期与频率:T=1/f
6角速度与线速度的关系:V=ωr
7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(Φ):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。
扩展资料:
运动条件
做匀速圆周运动的充要条件是:
具有初速度(初速度不为零)
始终受到大小不变,方向垂直于速度方向,且在速度方向同一侧的合外力。
公式解析
计算公式
1、v(线速度)=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrn (S代表弧长,t代表时间,r代表半径,n代表转速)
2、ω(角速度)=Δθ/Δt=2π/T=2πn (θ表示角度或者弧度)
3、T(周期)=2πr/v=2π/ω=1/n
4、n(转速)=1/T=v/2πr=ω/2π
5、Fn(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2n^2
6、an(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2
7、vmin=√gr (过最高点时的条件)
参考资料:-匀速圆周运动
向心力公式:
在圆周运动中,将物体所受各力正交分解在切向和法向上,法向的合力等于向心力。
w=v平方/r平方,F=mrw平方=mv平方/r。
v才是转速,v=周长/T周期,F=mv平方/r=4派平方mr/T平方。
所以,W是加速度,T是周期。
扩展资料:
给你举个实例来说明吧:
有一辆小汽车通过一个拱桥,小汽车的质量是m,速度是v,拱桥的半径是r 小汽车要以一定的速度开过拱桥(这是一部分的圆周运动)吧而不飞起来 需要怎么样的条件呢
请看公式, m越大,F越大 v越大,F也越大当然,如果汽车质量m越大, 由F=mg得其重力就越大,向心力由重力提供,所以汽车离地而飞起跟质量无关 汽车开的速度v越快,车也越容易飞起这时,所需要的向心力F就越大,也就是说拱桥半径越小,速度越快,汽车就越容易在过拱桥时脱离地面,沿切线方向飞出
再看公式,r越小,F越大,这就是说拱桥的半径r越小,弧度就越大,你想想,比起水平的地面,在上一个特别弯的拱桥的时候,车是不是更容易飞起呢 这时需要的向心力F也越大
注意:向心力并不是物体直接受到的力,而是一个物体做保持圆周运动所"需要"的力在这个例子中,汽车只受到2个力,重力和桥对车的支持力重力减去支持力就等于车所"需要"的向心力 不同的车,不同的速度,和不同桥的半径,车受到的支持力就不一样从而导致"重力-支持力=所需要的向心力"也不一样
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