『壹』 圓周運動的5個物理量的概念和他們之間的關系
①線速度v:1秒內質點所運動的位移。描述質點繞圓周運動快慢的物理量。某點的線速度方向始終垂直於過該點的半徑。
②角速度ω:1秒內半徑所劃過的角度。描述質點繞圓心運動快慢的物理量。
③周期T:做勻速圓周運動的物體一周所用的時間。
④頻率f:做勻速圓周運動的物體1秒內運動的圈數。
⑤向心加速度a:做勻速圓周運動的物體,其加速度方向指向圓心。這個加速度叫做向心加速度。
線速度與周期的關系:v=2πr/T=2πrf
角速度與頻率的關系:ω=2πf
線速度與角速度的關系:v=ωr
向心加速度與線速度的關系:a=v²/r
向心加速度與角速度的關系:a=ω²r
『貳』 描述勻速圓周運動的各個物理量之間的關系是怎樣的
描述勻速圓周運動的物理量及其之間的關系:
1、v(線速度)=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrf (S代表弧長,t代表時間,r代表半徑)
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
4、n(轉速)=1/T=v/2πr=ω/2π
5、Fn(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2f^2
6、an(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2
『叄』 高一物理必修2圓周運動知識點歸納
圓周運動是高考的重點內容和命題頻率最高的知識點。下面我給大家帶來 高一物理 必修2圓周 運動知識 點,希望對你有幫助。
高一物理必修2圓周運動知識點
一、考點理解
1、關於勻速圓周運動
(1)條件:①物體在圓周上運動;②任意相等的時間里通過的圓弧長度相等。
(2)性質:勻速圓周運動是加速度變化(大小不變而方向不斷變化)的變加速運動。
(3)勻速圓周運動的向心力:
①是按力的作用效果來命名的力,它不是具有確定性質的某種力,相反,任何性質的力都可以作為向心力。例如,小鐵塊在勻速轉動的圓盤上保持相對靜止的原因是,靜摩擦力充當向心力,若圓盤是光滑的,就必須用線細拴住小鐵塊,才能保證小鐵塊同圓盤一起做勻速轉動,這時向心力是由細線的拉力提供。
②向心力的作用效果是改變線速度的方向。做勻速圓周運動的物體所受的合外力即為向心力,它是產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動的物體所受的合外力不指向圓心,它既要改變速度方向,同時也改變速度的大小,即產生法向加速度和切向加速度)。
③向心力可以是某幾個力的合力,也可以是某個力的分力。例如,用細繩拴著質量為m的物體,在豎直平面內做圓周運動到最低點時,其向心力由繩的拉力和重力(F向 = T拉 - mg)兩個力的合力充當。而在圓錐擺運動中,小球做勻速圓周運動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,因此決不能在受力分析時沿圓心方向多加一個向心力。
④物體做勻速圓周運動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、描述圓周運動的物理量
(1)線速度:v = s/t(s是物體在時間t內通過的圓弧長),方向沿圓弧上該點處的切線方向。描述了物體沿圓弧運動的快慢程度。
(2)角速度:ω = θ/t(θ是物體在時間t內繞圓心轉過的角度),描述了物體繞圓心轉動的快慢程度。
(3)周期與頻率:T = 2πr/v = 2π/ω = 1/f(沿圓周運動一周所用的時間叫周期,每秒鍾完成圓周運動的轉數叫頻率)。
(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,方向時刻在變化,是一個變加速度。
說明:當ω為常數時,a向心與r成正比;當v為常數時,a向心與r成反比。因此,若無特殊條件說明,不能說a向心一定與r成正比還是反比。
3、勻速圓周運動的運動學特徵
勻速圓周運動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。
二、 方法 講解
1、勻速圓周運動的分析方法
對於勻速圓周運動的問題,一般可按如下步驟進行分析:
(1)確定做勻速圓周運動的物體作為研究對象。
(2)明確運動情況。包括搞清運動速率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後,才能知道運動物體在運動過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,對物體實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,求解結果。
2、勻速圓周運動中向心力的特點
由於勻速圓周運動僅是速度方向發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,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動的條件。
在求解勻速圓周運動的問題時,關鍵是對物體進行受力分析,看是哪一個力或哪幾個力的合力來提供向心力。
高一物理必修2知識點
1.在曲線運動中,質點在某一時刻(某一位置)的速度方向是在曲線上這一點的切線方向。
2.物體做直線或曲線運動的條件:
(已知當物體受到合外力F作用下,在F方向上便產生加速度a)
(1)若F(或a)的方向與物體速度v的方向相同,則物體做直線運動;
(2)若F(或a)的方向與物體速度v的方向不同,則物體做曲線運動。
3.物體做曲線運動時合外力的方向總是指向軌跡的凹的一邊。
4.平拋運動:將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,不計空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運動。
分運動:
(1)在水平方向上由於不受力,將做勻速直線運動;
(2)在豎直方向上物體的初速度為零,且只受到重力作用,物體做自由落體運動。
5.以拋點為坐標原點,水平方向為x軸(正方向和初速度的方向相同),豎直方向為y軸,正方向向下.
6.①水平分速度: ②豎直分速度: ③t秒末的合速度
④任意時刻的運動方向可用該點速度方向與x軸的正方向的夾角 表示
7.勻速圓周運動:質點沿圓周運動,在相等的時間里通過的圓弧長度相同。
8.描述勻速圓周運動快慢的物理量
(1)線速度v:質點通過的弧長和通過該弧長所用時間的比值,即v=s/t,單位m/s;屬於瞬時速度,既有大小,也有方向。方向為在圓周各點的切線方向上
9.勻速圓周運動是一種非勻速曲線運動,因而線速度的方向在時刻改變
(2)角速度 :ω=φ/t(φ指轉過的角度,轉一圈φ為 ),單位 rad/s或1/s;對某一確定的勻速圓周運動而言,角速度是恆定的
(3)周期T,頻率:f=1/T
(4)線速度、角速度及周期之間的關系:
10.向心力: 向心力就是做勻速圓周運動的物體受到一個指向圓心的合力,向心力只改變運動物體的速度方向,不改變速度大小。
高一物理必修2課本目錄
第五章曲線運動
1.曲線運動
2.平拋運動
3.實驗:研究平拋運動
4.圓周運動
5.向心加速度
6.向心力
7.生活中的圓周運動
第六章萬有引力與航天
1.行星的運動
2.太陽與行星間的引力
3.萬有引力定律
4.萬有引力理論的成就
5.宇宙航行
6.經典力學的局限性
第七章機械能守恆定律
1.追尋守恆量——能量
2.功
3.功率
4.重力勢能
5.探究彈性勢能的表達式
6.實驗:探究功與速度變化的關系
7.動能和動能定理
8.機械能守恆定律
9.實驗:驗證機械能守恆定律
『肆』 描述物體作為均速圓周運動快慢的物理量有幾個,用什麼表示,它的國際單位制單位是什麼
對於物體做勻速圓周運動,描述運動快慢的物理量有線速度V、角速度ω、周期T、頻率f 。
在國際單位制中,線速度單位用「米/秒」,角速度單位用「弧度/秒」,周期單位用「秒」,頻率單位用「赫茲」。
『伍』 高中物理圓周運動知識點總結
高中物理教學中,圓周運動問題既是一個重點,又是一個難點。下面我給大家帶來高中物理圓周 運動知識 點,希望對你有幫助。
高中物理圓周運動知識點1.圓周運動:質點的運動軌跡是圓周的運動。
2.勻速圓周運動:質點的軌跡是圓周,在相等的時間內,通過的弧長相等,質點所作的運動是勻速率圓周運動。
3.描述勻速圓周運動的物理量
(1)周期(T):質點完成一次圓周運動所用的時間為周期。
頻率(f):1s鍾完成圓周運動的次數。f=
(2)線速度(v):線速度就是瞬間速度。做勻速圓周運動的質點,其線速度的大小不變,方向卻時刻改變,勻速圓周運動是一個變速運動。
由瞬時速度的定義式v=,當Δt趨近於0時,Δs與所對應的弧長(Δl)基本重合,所以v=,在勻速圓周運動中,由於相等的時間內通過的弧長相等,那麼很小一段的弧長與通過這段弧長所用時間的比值是相等的,所以,其線速度大小v=(其中R是運動物體的軌道半徑,T為周期)
(3)角速度(ω):作勻速圓周運動的質點與圓心的連線所掃過的角度與所用時間的比值。ω==,由此式可知勻速圓周運動是角速度不變的運動。
4.豎直面內的圓周運動(非勻速圓周運動)
(1)輕繩的一端固定,另一端連著一個小球(活小物塊),小球在豎直面內作圓周運動,或者是一個豎直的圓形軌跡,一個小球(或小物塊)在其內壁上作豎直面的圓周運動,然後進行計算分析,結論如下:
①小球若在圓周上,且速度為零,只能是在水平直徑兩個端點以下部分的各點,小球要到達豎直圓周水平直徑以上各點,則其速度至少要滿足重力指向圓心的分量提供向心力
②小球在豎直圓周的最低點沿圓周向上運動的過程中,速度不斷減小(重力沿運動方向的分量與速度方向是相反的,使小球的速度減小),而小球要到達最高點,則必須在最低點具有足夠大的速度才能到達最高點,否則小球就會在圓周上的某一點(這一點一定在水平直徑以上)繩子的拉力為零時,小球就脫離圓周軌道。
(2)物體在桿或圓管的環形軌道上作豎直面內圓周運動,雖然物體從最低點沿圓周向最高點運動的過程中,速度越來越小,由於物體可以受到桿的拉力和壓力(或圓管對它的向內或向外的作用力),所以,物體在圓周上的任意一點的速度均可為零。
(3)物體在豎直的圓周的外壁運動,此種運動的關鍵是要區別做圓周運動和平拋運動的條件,它們的臨界狀態是物體的重力沿半徑的分量提供向心力,此時,軌道對物體沒有作用力,但物體又在軌道上,該點是物體在圓周上的臨界點。若物體在最高點時,mg=,v0=,當v≥v0,物體在最高點處將作平拋運動,當v
擴展
豎直面內的圓周運動,只要求討論分析最高點和最低點的情況,由於最高點的相信加速度豎直向下,質點總是處於失重狀態;最低點的向心加速度豎直向上,質點總是處於超重狀態,從這個角度來理解豎直面內做圓周運動的質點受力情況比較直觀。
質點在圓軌道外圓時,最高點處是作平拋運動還是圓周運動,質點與軌道之間的作用力為零對應的速度是臨界速度,這個臨界速度就是在圓周上的向心加速度等於重力加速度,質點的速度小於這個速度,受軌道的支持力,大於這個速度,質點作平拋運動。
生活中的圓周運動實例分析一
火車是目前長距離運輸中重要的交通工具,近年來建設鐵路新干線較多,鐵軌是比較平直的,在轉彎處,火車只有依靠與它接觸的鐵軌提供向心力。工字形鐵軌固定在水泥基礎上,火車的兩輪都有輪緣,突出的輪緣一般起定位作用,若是平直的軌道轉彎,只有依靠軌道與輪緣間側向彈力使火車轉彎,由於火車速度大,質量也大,所需要的向心力很大,所以,輪緣與鐵軌間的彈性大形變數也大,從而使鐵軌容易受到損壞,使火車轉彎時的向心力不是由輪緣和軌道間側向彈力提供,而是由車輪與軌道間正向彈力提供,車輪與軌道間的正向接觸面積大,對軌道的影響小,有什麼辦法可以達到此目的呢?
在牛頓運動定律中,放在光滑斜面上的物體,當斜面以一定加速度作水平運動時,物體可以相對斜面靜止,這時斜面的彈力與物體的重力的合力沿水平方向提供加速運動所需要的力(也可以認為斜面的彈力在豎直方向分量與物體的重力平衡,水平方向分量提供物體作加速度所需要的力)從這個例子中,我們能得到的啟示是火車轉彎時將軌道平面傾斜。
在設計轉彎的軌道時,若將外軌墊高些,使軌道平面與水平面有一夾角α,正向壓力垂直於軌道平面,要使正向壓力在豎直方向分量與重力平衡,水平方向分量提供向心力,則
mgtanα=mv0=
火車以速度v0=行駛時,火車的車輪的輪緣與鐵軌的側向無壓力。
火車轉彎時,當火車的速度v>v0時,即重力和軌道的支持力的合力不足以提供向心力,需要外軌對外輪的輪緣一個向內的側壓力,補充不充足的向心力;當火車速度v0
實例分析二
汽車在水平路面上轉彎時依靠靜摩擦力提供向心力,在高速公路上,由於汽車的速度比較大,僅靠靜摩擦力提供向心力是不行的,所以,在轉彎處的路面都是傾斜的(傾角α),若汽車依靠重力和路面支持力的合力提供向心力,就對應的速度如火車轉彎是一樣的,對應原速度v0=。
當汽車的速度v0≠,路面再施加靜摩擦力來作補充。
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