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圆周运动
考试要求
知识内容
专题必考加试
圆周运动、向心加速度、向心力dd
曲线运动
生活中的圆周运动c
一、描述圆周运动的物理量
1.定义
vrs
线速度=,角速度ω=,转动半径==(为路程,θ为转过角度)
Tna
周期=,转速=,向心加速度=
2.联系
vrnrn
(1)=ω=2π,ω==2π
t
(2)在圆周运动中,Δ→0(Δθ→0)时,有=,即=
2
avarv
由=和=,可得===ω==ω
二、传动装置
1.同轴传动:各部分角速度大小相等。
2.同缘传动(齿轮、摩擦轮、皮带、链条):接触部分线速度大小相等。
三、圆周运动中的动力学分析
1.向心加速度:描述速度方向变化快慢的物理量。
公式:。
Fma
2.向心力:作用效果产生向心加速度,=。
nn
3.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。
4.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。
解决圆周运动问题的主要步骤
1
(1)审清题意,确定研究对象;
(2)分析物体的运动情况,即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等;
(3)分析物体的受力情况,画出受力示意图,确定向心力的来源;
(4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程。
四、竖直平面内圆周运动的绳模型与杆模型问题
1.在竖直平面内做圆周运动的物体,按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类:一是无支撑(如
球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等),称为“绳(环)约束模型”,二是有支撑(如球与杆连接、在
弯管内的运动等),称为“杆(管道)约束模型”。
2.绳、杆模型涉及的临界问题
绳模型杆模型
常见类型
均是没有支撑的小球均是有支撑的小球
过最高点的临界
v
由得:由小球恰能做圆周运动得=0
条件临
vFmgF
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