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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除总结:匀速圆周运动知识点一.基本概念:1 匀速圆周运动(1)定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的弧长相等,就称质点作匀速圆周运动(2)条件:a.有一定的初速度b.受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用(即向心力)(3)特点:速度大小不变,方向时刻改变(4)描述匀速圆周运动的物理量:a.线速度:大小不变,方向时刻改变,单位是m/s, 是矢量。b.角速度: 恒定不变,是矢量,(方向可由右手螺旋定则确定,高中不要求掌握)单位rad/sc.周期:标量,单位:sd.转速:单位时间物体转过的圈数标量,符号:n单位:r/s或r/mine.频率:
2、质点在单位时间完成圆周运动的周数标量,符号:f单位:Hz(5)注意:a.匀速圆周运动是非匀变速曲线运动b.“匀速”应理解为“匀速率”不能理解为“匀速度”c.合力不为零,不能称作平衡状态2.向心力:(1)定义:做匀速圆周运动的物体所受到的合力指向圆心,叫向心力。(2)特点:指向圆心,大小不变,方向时刻改变,是变力。F向=F合(3)作用:只改变速度大小,不改变方向(4)注意:a.是一种效果力, 它可以由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可以由它们的合力提供。 b.“向心力”只是说明做圆周运动的物体需要一个指向圆心方向的力,而并非物体又受到一个“新的性质”的力。即在受力分析时,向心力不能单独作为一种力
3、。 c.变速圆周运动的向心力不等于合力,合力也不一定指向圆心。 3向心加速度(1)定义:由向心力产生的加速度(2)特点:指向圆心,大小不变,方向时刻改变,是矢量。4提供的向心力:通过受力分析求出来的,沿半径方向指向圆心的力,匀速圆周运动中F需向=F合5需要的向心力:根据物体实际运动时的质量m、半径r、线速度v(或角速度w)求出的向心力F提=mrw2=mrv2/r6离心现象(1)做圆周运动物体的运动特点:做圆周运动的物体由于本身的惯性,总有沿圆周切线飞出的倾向。(2)概念:在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就会做靛渐远离圆心的运动,这种现象称为离心现象。(3)特别注意:
4、a. 物体做离心运动并不是受到了什么所谓的“离心力”作用(准确讲没离心力这个概念)b. 产生离心运动的根本原因是由于物体的惯性。c. 离心现象既有利又有害,要注意利用和防止。二基本公式1线速度: 2角速度:3转速(n)频率(f)周期三者的关系:n=f 4线速度与角速度、半径r的关系:v=r5向心力:6向心加速度:, 三典型应用:1皮带传动问题:在皮带不打滑的情况下(1)皮带传动的两个轮缘(即同一皮带)上各点的线速度相等,角速度与半径成反比, 即大轮转的慢,小轮转的快(2)绕同轴转动(即同一轮上)的物体上各个点的角速度相等,线速度与半径成正比。即离轴越远转的越快。 2汽车过桥问题:(1)过平桥:
5、支持力等于重力大小(2)过凸桥:最高点有失重现象。a.b.最大速度: c.安全速度: (3)过凹桥:最低点有超重现象。3火车转弯类问题(1)外轨高于内轨时: a.理想速度:.轮缘与内外轨均无侧压力,由重力与支持力的合力提供向心力时的速度,这时有:b.当,内轨对轮缘有侧压力。c.当,外轨对轮缘有侧压力。(2)内外轨水平:向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损4汽车转弯类问题(1)水平路面上:a.由静摩擦力提供向心力:b.最大静摩擦力提供最大速度:C.安全速度:(2)外高内低路面上(车与路面间没有侧向摩擦力):a.重力与支持力合力提供向心力b.最大速度: b.安全速度:5.竖直平面内的圆周
6、运动(1)模型1:无支撑模型(如图)注意:绳对小球只能产生沿绳收缩方向的拉力 a.临界条件即小球到达最高点的最小速度:绳子或轨道对小球没有力的作用,由重力提供向心力:v临界=b,能过最高点的条件:v当V时,绳对球产生拉力,轨道对球产生压力方向均指向圆心。c.不能过最高点的条件:VV临界(实际上球还没到最高点时就 脱离了轨道)(2)模型2:有支撑模型(如图)注意:杆与绳不同,杆对球既能产生拉力,也能对球产生支持力a.当v=时,由重力提供向心力,杆或轨道对小球无作用力即N0b. 小球到达最高点的最小速度为零即v0,这时支持力等于重力大小即Nmgc. 当 0v时, 杆或轨道对小球有向外的作用力N(方
7、向背离圆心),N随v增大而减小,且mgN0 d.当v时,杆或轨道对小球有向内的作用力N(方向指向圆心),并N随v的增大而增大。6.离心运动与近心(向心)运动:如图所示:(1)当F供=F需即F提=mRw2时,物体做匀速圆周运动。(2)当F供F需 即F提 mRw2时,物体做靠近圆心的向心运动,运动半径将逐渐减小(3)当F供F需 即F提 mRw2时,物体做远离圆心的曲线运动,运动半径将逐渐增大。(4)当提供的向心力突然消失即F供=0时,物体将沿圆的切线方向飞出四解决匀速圆周运动的基本方法1选择研究对象,根据转轴确定转动圆心,找到半径2受力分析,找到向心力。3根据向心力公式建立方和求解。【精品文档】第 4 页