为大家分享【高中物理】圆周运动及向心力知识点总结!给大家平时考试及高考时做题提供思路,希望对大家有所帮助。
一、匀速圆周运动
1.定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动,物体运动的线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动。
2.特点:
①轨迹是圆;
②线速度、加速度均大小不变,方向不断改变,故属于加速度改变的变速曲线运动,匀速圆周运动的角速度恒定;
③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力;
④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现,匀速圆周运动具有周期性。
3.描述圆周运动的物理量:
(1)线速度v是描述质点沿圆周运动快慢的物理量,是矢量;
其方向沿轨迹切线,国际单位制中单位符号是m/s,匀速圆周运动中,v的大小不变,方向却一直在变;
(2)角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量,是矢量;国际单位符号是rad/s;
(3)周期T是质点沿圆周运动一周所用时间,在国际单位制中单位符号是s;
(4)频率f是质点在单位时间内完成一个完整圆周运动的次数,在国际单位制中单位符号是Hz;
(5)转速n是质点在单位时间内转过的圈数,单位符号为r/s,以及r/min.
4.各运动参量之间的转换关系:
模型一:共轴传动
模型二:皮带传动
模型三:齿轮传动
二、向心加速度
1.定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫向心加速度。
注:并不是任何情况下,向心加速度的方向都是指向圆心。
当物体做变速圆周运动时,向心加速度的一个分加速度指向圆心。
2.方向:在匀速圆周运动中,始终指向圆心,始终与线速度的方向垂直。
向心加速度只改变线速度的方向而非大小。
3.意义:描述圆周运动速度方向方向改变快慢的物理量。
4.公式:
5.两个函数图像:
三、向心力
1.定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。
2.方向:总是指向圆心。
3.公式:
4.注意:
①向心力的方向总是指向圆心,它的方向时刻在变化,虽然它的大小不变,但是向心力也是变力。
②在受力分析时,只分析性质力,而不分析效果力,因此在受力分析是,不要加上向心力。
③描述做匀速圆周运动的物体时,不能说该物体受向心力,而是说该物体受到什么力,这几个力的合力充当或提供向心力。
四、变速圆周运动的处理方法
1.特点:线速度、向心力、向心加速度的大小和方向均变化。
2.动力学方程:合外力沿法线方向的分力提供向心力:
合外力沿切线方向的分力产生切线加速度:FT=mωaT。
3.离心运动:
(1)当物体实际受到的沿半径方向的合力满足F供=F需=mω2r时,物体做圆周运动;
当F供<F需=mω2r时,物体做离心运动。
(2)离心运动并不是受“离心力”的作用产生的运动,而是惯性的表现,是F供<F需的结果;
离心运动也不是沿半径方向向外远离圆心的运动。
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