高中物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)
高中物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)
高中物理教材中勻速圓周運(yùn)動(dòng)屬于曲線運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容，有哪些知識(shí)點(diǎn)需要學(xué)生理解呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的高中物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)你有幫助。
高中物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)
1、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(1)條件：①物體在圓周上運(yùn)動(dòng);②任意相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等。
(2)性質(zhì)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速度變化(大小不變而方向不斷變化)的變加速運(yùn)動(dòng)。
(3)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力：
?、偈前戳Φ淖饔眯Ч麃?lái)命名的力，它不是具有確定性質(zhì)的某種力，相反，任何性質(zhì)的力都可以作為向心力。例如，小鐵塊在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上保持相對(duì)靜止的原因是，靜摩擦力充當(dāng)向心力，若圓盤是光滑的，就必須用線細(xì)拴住小鐵塊，才能保證小鐵塊同圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)向心力是由細(xì)線的拉力提供。
?、谙蛐牧Φ淖饔眯Ч歉淖兙€速度的方向。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力即為向心力，它是產(chǎn)生向心加速度的原因，其方向一定指向圓心，是變化的(線速度大小變化的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力不指向圓心，它既要改變速度方向，同時(shí)也改變速度的大小，即產(chǎn)生法向加速度和切向加速度)。
?、巯蛐牧梢允悄硯讉€(gè)力的合力，也可以是某個(gè)力的分力。例如，用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的物體，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，其向心力由繩的拉力和重力(F向 = T拉 - mg)兩個(gè)力的合力充當(dāng)。而在圓錐擺運(yùn)動(dòng)中，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力則是由重力的分力(F向 = mg*tanθ)，其中θ為擺線與豎直軸的夾角)充當(dāng)，因此決不能在受力分析時(shí)沿圓心方向多加一個(gè)向心力。
?、芪矬w做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力大小可以表示為：
F = ma = mv^2/r = mrω^2 = mr*4π^2/(T^2)
2、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
(1)線速度：v = s/t(s是物體在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng))，方向沿圓弧上該點(diǎn)處的切線方向。描述了物體沿圓弧運(yùn)動(dòng)的快慢程度。
(2)角速度：ω = θ/t(θ是物體在時(shí)間t內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的角度)，描述了物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度。
(3)周期與頻率：T = 2πr/v = 2π/ω = 1/f(沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期，每秒鐘完成圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)叫頻率)。
(4)向心加速度：描述線速度方向變化快慢的物理量。大小：a向心 = v^2/r = rω^2 = r*4π^2/(T^2)。方向：總是指向圓心，方向時(shí)刻在變化，是一個(gè)變加速度。
說(shuō)明：當(dāng)ω為常數(shù)時(shí)，a向心與r成正比;當(dāng)v為常數(shù)時(shí)，a向心與r成反比。因此，若無(wú)特殊條件說(shuō)明，不能說(shuō)a向心一定與r成正比還是反比。
3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變但方向不斷變化;周期不變;頻率不變;角速度不變;向心加速度大小不變但方向不斷變化。
高中物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)方法講解
1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法
對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，一般可按如下步驟進(jìn)行分析：
(1)確定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)象。
(2)明確運(yùn)動(dòng)情況。包括搞清運(yùn)動(dòng)速率v、軌跡半徑r及軌跡圓心O的位置等，只有明確了上述幾點(diǎn)后，才能知道運(yùn)動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所需的向心力大小(mv^2/r)和向心力方向(指向圓心)。
(3)分析受力情況，對(duì)物體實(shí)際受力情況作出正確的分析，畫出受力圖，確定指向圓心的合外力F(即提供的向心力)。
(4)代入公式F = mv^2/r，求解結(jié)果。
2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力的特點(diǎn)
由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)僅是速度方向發(fā)生變化而速度大小不變，故只存在向心加速度，物體受的外力的合力就是向心力，可見(jiàn)，合外力大小不變，方向始終與速度方向垂直指向圓心，是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件。
在求解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，看是哪一個(gè)力或哪幾個(gè)力的合力來(lái)提供向心力。
高中物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)基本公式
1.線速度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心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期與頻率：T=1/f
6.角速度與線速度的關(guān)系：V=ωr
7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8.主要物理量及單位：弧長(zhǎng)(s):米(m);角度(Φ)：弧度(rad);頻率(f)：赫(Hz);周期(T)：秒(s);轉(zhuǎn)速(n)：r/s;半徑(r):米(m);線速度(V)：m/s;角速度(ω)：rad/s;向心加速度：m/s2。
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