质点沿圆周运动,如果在任意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”。匀速圆周运动是圆周运动中,最常见和最简单的运动(因为速度是矢量,所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动)。下面是小编总结的高三物理匀速圆周运动知识点。
高三物理匀速圆周运动知识点总结:
1.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。
2.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)=mrω²=mv²/r=mr4π/T²=mr4π²n²
6)an(向心加速度)=rω²=v²/r=r4π²/T²=r4π²n²
7)vmin=√gr(过最高点时的条件)
8)fmin(过最高点时的对杆的压力)=mg-(有杆支撑)
9)fmax(过最低点时的对杆的拉力)=mg+(有杆)
3.匀速圆周运动的物理量
线速度v
①意义:描述质点沿圆弧运动的快慢的物理量,线速度越大,质点沿圆弧运动越快。
②定义:线速度的大小等于质点通过的弧长s与所用时间t的比值。
③单位:m/s。
④矢量:方向在圆周各点的切线方向上。
⑤就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
⑥质点做匀速圆周运动时,线速度大小不变,但方向时刻在改变,故其线速度不是
恒矢量。
⑦边缘相连接的物体,线速度相同。
角速度ω
①定义:连接质点和圆心的半径(动半径)转过的角度跟所用时间的比值,叫做匀速圆周运动的角速度。
②单位:rad/s(弧度每秒)。
③矢量(中学阶段不讨论,用右手定则<安培定则>可判断方向,例如:当其在水平面上顺时针转动时角速度方向竖直向下)。
④质点做匀速圆周运动时,角速度ω恒定不变。
⑤同一物体上任意两点,除旋转中心外,角速度相同。
周期T
①定义:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
②单位:s(秒)。
③标量:只有大小。
④意义:定量描述匀速圆周运动的快慢。半径相等时,周期长说明运动得慢,周期短说明运动得快。
⑤质点做匀速圆周运动时,周期恒定不变。
频率f
①定义:周期的倒数(每秒内完成周期性运动的次数)叫频率。
②单位:Hz(赫)。
③标量:只有大小。
④意义:定量描述匀速圆周运动的快慢,频率高说明运动得快,频率低说明运动得慢。
⑤质点做匀速圆周运动时,频率恒定不变。
转速n
①定义:做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。
②单位:在国际单位制中为r/s(转每秒);常用单位为r/min(转每分)。1r/s=60r/min。
(注:r=round英:圈,圈数)
③标量:只有大小。
④意义:实际中定量描述匀速圆周运动的快慢,转速高说明运动得快,转速低说明运动得慢。
⑤质点作匀速圆周运动时,转速恒定不变。
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。
以上是小编总结的高三物理匀速圆周运动知识点,供大家参考和学习,希望对大家的物理学习和物理成绩的提高有所帮助。
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