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匀速圆周运动 (1)描述匀速圆周运动的物理量 轨道半径(r):对于一般曲线运动,可以理解为曲率半径。 线速度(v):大小等于物体在一段时间内运动的弧长(s)与时间(t)的比值,方向为圆周的切线方向(注意:线速度是矢量。实际上,线速度是速度在曲线运动中的另一称谓)。 角速度(ω,又称为圆频率):大小等于一段时间内转过的角度(θ)与时间t的比值。(注意:弧度的符号为rad,而r通常表示多少转(每转为2π弧度)。角速度也是矢量。) 周期(T):圆周运动一周所需要的时间 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 匀速圆周的动力学特征 1、物体作匀速圆周运动的条件 (1)具有大小不变的合外力F。 (2) F的方向与速度v的方向始终相互垂直 (3)具有大小不变的速度v 当物体受到的合外力F=mV2/r时,物体做匀速圆周运动; 当物体受到的合外力F<mV2/r时,物体做离心运动 当物体受到的合外力F>mV2/r时,物体做近心运动 2.匀速圆周运动的向心力 方向:总是沿着轨道半径指向圆心(时刻变化),时刻与线速度方向垂直. F=ma= mV2/r=mω2r=m4π2 r / T2 作用效果:产生向心加速度,以不断改变物体速度的方向,维持物体作匀速圆周运动 作匀速圆周运动的物体的向心力是它所受外力的合力。 向心力的方向总是与线速度方向垂直,所以它不对物体做功. * 各物理量之间的关系 1、v、ω、T、f、r的关系如何? 2、区分ω与n的关系 3、向心加速度 a向心= v2/r=rω2=vω 方向:指向圆心 物理意义或作用效果:只改变速度的方向 v=rω=2πr/T ω=2π/T=2πf ω:rad/s n :r/s ω=2πn 如图所示,压路机后轮半径是前轮半径的3倍,A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点,C为后轮上的一点,它离后轮轴心的距离是后轮半径的一半,则A、B、C三点的 角速度之比为ωA∶ωB∶ωc= 线速度之比为VA∶VB∶VC= 向心加速度之比为 aA∶aB∶aC= 如图为一种“滚轮-平盘无极变速器”的示意图,它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动,如果认为滚轮不会打滑,那么主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是 如图所示,某种变速自行车有六个飞轮和三个链轮,链轮和飞轮的齿数如下表所示,前后轮直径为660mm,人骑汽车前进速度为4m/s时, (1)脚踩踏板做匀速圆周运动角速度最小值为:A 1.9rad/sB 3.8rad/sC 6.5rad/sD 7.1rad/s (2)若人以相同 的角速度带动脚 踏板,则由于 链轮和飞轮不同 的组合,自行车 能得到的最大 速度和最小速度 之比为多少? 电风扇在闪光灯下运动,闪光灯每秒闪光30次,风扇的三个叶片互成1200角安装在转轴上.当风扇转动时,若观察者觉得叶片不动,则这时风扇的转速至少是 转/分;若观察者觉得有了6个叶片,则这时风扇的转速至少是 转/分. 机械手表的分针与秒针均可视作匀速转动,两针从重合到第二次重合所经历的时间为多少? 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个物体A和B,它们与盘间的摩擦系数相同,当盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是 A.两物体均沿切线方向滑动 B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远 C.两物体仍随圆盘一起做圆周运动,不发生滑动 D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远 图中的所示的装置绕竖直杆
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