内容正文:
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第3讲 圆周运动
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1.匀速圆周运动及描述
(1)匀速圆周运动
①定义:如果物体沿着圆周运动,并且线速度
的大小处处相等,这种运动叫作匀速圆周运动。
②特点:加速度大小不变,方向始终指向
,是变加速运动。
③条件:合力大小不变、方向始终与
方向垂直且指向圆心。
(2)运动参量
定义、意义 公式、单位
线速度
描述做圆周运动的
物 体 沿 圆 弧 运 动
的物理量(v)
①v=
Δs
Δt=
②单位:
角速度
描 述 物 体 绕 圆 心
的物理量
(ω)
①ω=
Δθ
Δt=
②单位:
周期
物 体 沿 圆 周 运 动
的 时 间
(T)
①T= = ,
单位:
②f=
1
T
,单位:Hz
③n=
1
T
,单位:r/s
向心加
速度
①描 述 速 度
变化快慢的物
理量(an)
②方向指向
①an=
v2
r=
②单位:
2.匀速圆周运动的向心力
(1)作用效果
向心力产生向心加速度,只改变速度的
,不改变速度的 。
(2)大小
Fn=m
v2
r= =m
4π2
T2
r=mωv
=4π2mf2r。
(3)方向
始终沿半径方向指向 ,时刻在改变,
即向心力是一个变力。
(4)来源
向心力可以由一个力提供,也可以由几个力
的 提 供,还 可 以 由 一 个 力 的
提供。
3.离心运动和近心运动
(1)离心运动:做圆周运动的物体,在所受合
力突然消失或不足以提供做圆周运动所需的
向心力时,就做 圆心的运动。
(2)受力特点(如图所示)
①当F=0时,物体沿 方向飞出。
②当0<F<mrω2 时,物体逐渐 圆心。
③当F>mrω2 时,物体逐渐向圆心靠近,做
运动。
(3)本质:离心运动的本质并不是受到离心力
的作用,而是提供的力 做匀速圆周
运动需要的向心力。
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1.匀速圆周运动是匀变速曲线运动。 ( )
2.物体做匀速圆周运动时,其线速度是不变的。
( )
3.物体做匀速圆周运动时,其合力是变力。
( )
4.匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。
( )
5.做匀速圆周运动的物体,当所受合力突然减
小时,物体将沿切线方向飞出。 ( )
6.摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动,
这是摩托车受沿转弯半径向外的离心力作用
的缘故。 ( )
7.向心力可以是物体受到的某一个力,也可以
是物体受到的合力。 ( )
8.变速圆周运动的向心力不指向圆心。 ( )
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第四章 曲线运动 万有引力与宇宙航行
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考点一 圆周运动的运动学分析
1.描述圆周运动的物理量间的关系
2.常见的传动方式及特点
(1)皮带传动:如下图甲、乙所示,皮带与两轮
之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相
等,即vA=vB。
(2)摩擦传动和齿轮传动:如下图甲、乙所示,
两轮边缘接触,接触点无打滑现象时,两轮边
缘线速度大小相等,即vA=vB。
(3)同轴转动:如下图甲、乙所示,绕同一转轴
转动的物体,角速度相同,ωA=ωB,由v=ωr
知v与r成正比。
【例1】 如 图 所 示,轮
O1、O3 固定在同一
转 轴 上,轮 O1、O2
用皮带连接且不打
滑。在O1、O2、O3 三个轮的边缘上各取一
点A、B、C,已知三个轮的半径之比r1︰r2
︰r3=2︰1︰1,求:
(1)A、B、C 三点的线速度大小之比vA︰
vB︰vC;
(2)A、B、C 三点的角速度之比ωA︰ωB︰
ωC;
(3)A、B、C 三点的向心加速度大小之比
aA︰aB︰aC。
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