⑴ 圓周運動周期公式是什麼
公式如下:
1、v(線速度)=l/t=2πr/T(l代表弧長,t代表時間,r代表半徑)
2、ω(角速度)=θ/t=2π/T(θ表示角度或者弧度)
3、T(周期)=2πr/v=2π/ω
4、n(頻率)=1/T
5、ω=2πn
6、v=rω
7、F向(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2
8、a向(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2
概述
在物理學中,圓周運動(circular motion)是在圓上轉圈:一個圓形路徑或軌跡。當考慮一件物體的圓周運動時,物體的體積大小可以被忽略,並將其看成一質點(在空氣動力學上除外)。
圓周運動的例子有:一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用繩子連接著一塊石頭並轉圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個平均磁場、一個齒輪在機器中的轉動(其表面和內部任一點)、皮帶傳動裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。
圓周運動以向心力(centripetal force)提供運動物體所需的加速度。這向心力把運動物體拉向圓形軌跡的中心點。若果沒有向心力,物體會跟隨牛頓第一定律慣性地進行直線運動。即使物體速率不變,物體的速度方向也在不停地改變。即勻速圓周運動中,線速度改變(方向),而角速度不變。
⑵ 高一 物理 6556 請詳細解答,謝謝! (3 19:32:48)
圓周運動
質點在以某點為圓心半徑為r的圓周上運動時,即其軌跡是圓周的運動叫「圓周運動」。它是一種最常見的曲線運動。例如電動機轉子、車輪、皮帶輪等都作圓周運動。圓周運動分為,勻速圓周運動和變速圓周運動(如:豎直平面內繩/桿轉動小球、豎直平面內的圓錐擺運動)。在圓周運動中,最常見和最簡單的是勻速圓周運動(因為速度是矢量,所以勻速圓周運動實際上是指勻速率圓周運動)。
勻速圓周運動的特點:軌跡是圓,角速度,周期 ,線速度的大小和向心加速度的大小不變。
線速度定義:質點運動通過的弧長S與所用的時間t的比值。
線速度的物理意義:描述質點沿圓周運動的快慢,是矢量。
角速度的定義:半徑在一定時間內轉過的弧度與所用時間的比值.
周期的定義:作勻速圓周運動的物體,轉過一周所用的時間.
注意:圓周運動不是勻速運動.而是變加速曲線運動!
主要公式:v=L/t ,ω=角度/t ,
由以上可推導出v=ωr,
圓周運動
任何物體在作圓周運動時需要一個向心力,因為它在不斷改變速度。對象的速度的速率大小不變,但方向一直在改變。只有合適大小的向心力才能維持物體在圓軌道上運動。這個加速度(速度是一個矢量,改變方向的同時可以不改變大小)是由向心力提供的,如果不具備這一條件,物體將脫離圓軌道。
物體在作圓周運動時速度的方向相切於圓周路徑。力的方向一直指向圓心,即此來改變速度的方向。
現在,向心力任何使物體不脫離軌道。一個很好的例子是重力。 地面重力給人造衛星必要的力使其在沿軌道運動。
現在回到物理學上來。向心力與物體速度的平方及它的質量和半徑倒數成正比:
F = (mv^2)/r,F=mω^2r(ω是角速度)
所以如果我們知道了力大小,質量,半徑,我們可以算出對象旋轉速度。 如果我們知道了速度,質量,半徑,我們可以算出力大小。符號記為如下:
F = ma
Yes, Force = Mass multiplied by Acceleration. So:是的,合外力=質量乘以加速度
a = (v^2)/r =(2π)^2R/T^2
質量符號去除—用 F和 ma 取代. 因此你不用知道物體的質量。
當一質點在一平面做圓周運動時在另一不等平面的射影是做勻變速運動;勻變速運動為,先勻加速(勻減速)後勻減速(勻加速)。
如果物體沿半徑是R的圓周作勻速圓周運動,運動一周的時間為T,則線速度的大小等於角速度大小和半徑R的乘積.
v=ωR,使用這一公式時應注意,角度的單位一定要用弧度,只有角速度的單位是弧度/秒時,上述公式才成立.
在物理學中,圓周運動是在圓圈上轉圈:一個圓形路徑或軌跡。當考慮一件物體的圓周運動時,物體的體積大小會被忽略,並看成一點。
圓周運動的例子有:一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用線子連接著一塊石頭並打圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個平均磁場、一個齒輪在機器中的轉動、皮帶傳動裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。
圓周運動以向心力提供運動物體所須的加速度。這向心力把運動物體拉向圓形軌跡的中心點。若果沒有向心力,物體會跟隨牛頓第一定律慣性地進行直線運動。即使物體速率不變,圓周運動是有被加速的,因為物體的速度向量是不停地改變方向的。
⑶ 1個質點做圓周運動時,切向加速度和法向加速度有變化嗎
切向加速度可能不變,法向加速度一定改變。因為勻速圓周運動,切向加速度為零,發向加速度為常量,但方向時刻改變。變速圓周運動,切向加速度為常量,但方向改變,法向加速度,數值在變方向也在變。
質點在以某點為圓心半徑為r的圓周上運動,即質點運動時其軌跡是圓周的運動叫「圓周運動」。它是一種最常見的曲線運動。例如電動機轉子、車輪、皮帶輪等都作圓周運動。
圓周運動分為,勻速圓周運動和變速圓周運動(如:豎直平面內繩/桿轉動小球、豎直平面內的圓錐擺運動)。在圓周運動中,最常見和最簡單的是勻速圓周運動(因為速度是矢量,所以勻速圓周運動實際上是指勻速率圓周運動)。
(3)圓周運動皮帶傳動裝置擴展閱讀
圓周運動的例子有:一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用繩子連接著一塊石頭並轉圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個平均磁場、一個齒輪在機器中的轉動(其表面和內部任一點)、皮帶傳動裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。
圓周運動以向心力(centripetal force)提供運動物體所需的加速度。這向心力把運動物體拉向圓形軌跡的中心點。若果沒有向心力,物體會跟隨牛頓第一定律慣性地進行直線運動。即使物體速率不變,物體的速度方向也在不停地改變。即勻速圓周運動中,線速度改變(方向),而角速度不變。
⑷ 物體做圓周運動時,受到的合力一定指向圓心嗎
只有勻速圓周運動的時候,合力才指向圓心。非勻速的圓周運動,合力不指向圓心。 但是圓周運動的物體不受離心力作用。
在物理學中,圓周運動(circular motion)是在圓上轉圈:一個圓形路徑或軌跡。當考慮一件物體的圓周運動時,物體的體積大小可以被忽略,並將其看成一質點(在空氣動力學上除外)。
2圓周運動的例子有:一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用繩子連接著一塊石頭並轉圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個平均磁場、一個齒輪在機器中的轉動(其表面和內部任一點)、皮帶傳動裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。
圓周運動以向心力(centripetal force)提供運動物體所需的加速度。這向心力把運動物體拉向圓形軌跡的中心點。若果沒有向心力,物體會跟隨牛頓第一定律慣性地進行直線運動。即使物體速率不變,物體的速度方向也在不停地改變。即勻速圓周運動中,線速度改變(方向),而角速度不變。
⑸ 向心運動的條件
向心運動指物體做圓周運動時,提供的向心力大於所需要的向心力時物體所做靠近圓心的運動。
在物理學中,圓周運動(circular motion)是在圓上轉圈:一個圓形路徑或軌跡。當考慮一件物體的圓周運動時,物體的體積大小可以被忽略,並將其看成一質點(在空氣動力學上除外)。
圓周運動的例子有:一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用繩子連接著一塊石頭並轉圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個平均磁場、一個齒輪在機器中的轉動(其表面和內部任一點)、皮帶傳動裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。
特點:
勻速圓周運動的特點:軌跡是圓,角速度,周期,線速度的大小(註:因為線速度是矢量,"線速度"大小是不變的,而方向時時在變化)和向心加速度的大小不變,且向心加速度方向總是指向圓心。
線速度定義:質點沿圓周運動通過的弧長ΔL與所用的時間Δt的比值叫做線速度,或者角速度與半徑的乘積。
線速度的物理意義:描述質點沿圓周運動的快慢,是矢量。
⑹ 關於勻速圓周運動中傳動裝置(皮帶和共軸)的一些規律 總記不住,
皮帶 線速度等 周期角速度比為半徑比
共軸 角速度等 周期線速度比為半徑比
⑺ 高一物理(圓周運動)
圓周運動這張關鍵是會受力分析找到向心力。
受力分析,正交分解坐標軸選擇切線方向和法線方向,切線方向的力產生了切向的加速度(與速度同向)是改變速度大小的,法線方向(與速度垂直的方向,既半徑方向)的力產生了法線方向的加速度,是改變運動方向的。法線方向的合力就是向心力,法線方向的加速度就是向心加速度。
另外你去理解一下,當法線方向的合力不足提供所需向心力時,物體會遠離圓心做離心運動,當法線方向的合力比所需向心力大時,物體做靠近圓心的運動。
高中物理中圓周運動就兩大類,幾個模型。
第一類:水平面上的圓周運動(往往是勻速圓周運動)
例如:車輛轉彎,圓錐擺等。。。
第二類:豎直面內圓周運動(往往是變速圓周運動)
典型:繩桿模型
注意最高點的臨界速度,繩模型根號gr,桿模型0
把這幾個模型搞清楚,動力學原因搞清楚就沒什麼問題了。
⑻ 圓周運動的基本規律
線速度v=S/t ,角速度ω=弧度/t , 由以上可推導出線速度v=ωr, 求線速度,除了可以用v=S/t,也可推導出v=2πr/T(註:T為周期)=ωr=2πrn(註:n代表轉速,n與可以T可以互相轉換,公式為T=1/n),π代表圓周率 同樣的,求角速度可以用ω=弧度/t =2π/T=v/r=2πn 其中S為弧長,r指半徑,V為線速度,a為加速度,T為周期,ω為角速度(單位:rad/s)。
⑼ 高中物理必修二 圓周運動的典型例題!!
【例1】如圖6-75所示的皮帶傳動裝置(傳動皮帶是綳緊的且運動中不打滑)中,主動輪O1的半徑為r1,從動輪有大小兩輪固定在同一個軸心O2上,半徑分別為r2和r3,已知r3=2 r1,r2=1.5 r1,A、B、C分別是三個輪邊緣上的點,則當整個傳動裝置正常工作時,A、B、C三點的線速度之比為 ,角速度之比為 ,周期之比為 。
思路點撥 根據線速度、角速度及周期的定義分析找出三點在相等時間內轉過弧長的關系即可求出線速度之比,分析三點與圓心所連半徑在相等時間內轉過的角度可求角速度之比,進而求出周期之比。
分析解答
因同一個輪子(或固定在一起的兩個輪子)上各點的角速度都相等,皮帶傳動(皮帶不打滑)中與皮帶接觸的輪緣上各點的線速度大小都相等(因各點在相等的時間內運動的路程都相等),故本中B、C二點的角速度相等,A、B二點的線速度大小相等,即:
ωB=ωC ①
vA=vB ②
因A、B二點分別在半徑為r1和r3的輪緣上,r3=2 r1,由 及②式可得角速度:
ωA=2ωB。 ③
由①③二式可得A、B、C三點的角速度之比為:
ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1。 ④
因B、C分別在半徑為r3和r2的輪緣上,r2=1.5 r1= r3,故由及①式可得線速度: 。 ⑤
由②⑤式可得A、B、C三點的線速度之比為:
vA∶vB∶vC=4∶4∶3。 ⑥
由 及④式可得A、B、C三點的周期之比為:
TA∶TB∶TC=1∶2∶2。 ⑦
綜上所述,本題的正確答案是:2∶1∶1;4∶4∶3;1∶2∶2。
⑽ 有關圓周運動的一個基礎問題
勻速圓周運動
勻速圓周運動的知識是本章的核心內容,它是研究萬有引力、人造衛星的基礎,它們都是近年來的高考熱點,隨著高考對現代科技考查的日益加強,對圓周運動知識的考查頻率不會改變.
核心知識
1.勻速圓周運動的界定
質點沿圓周運動,如果在相等的時間里通過的弧長相等,這種運動稱勻速圓周運動.
2.描述勻速圓周運動的物理量
物體的運動形式越復雜,用於描述的物理量就越多.與直線運動相比,增加了角速度和周期等來描述勻速圓周運動.
(1)線速度v
物體在一段時間內通過的圓弧長度s與這段時間t的比值越大,表示物體運動的越快.這個比值就是勻速圓周運動的線速度大小.
v=
線速度就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度.線速度是矢量,其方向就在圓周該點的切線方向上(如圖4-1所示).線速度的方向是時刻在變化的,所以勻速圓周運動是變速度運動,這里的「勻速」是指速率不變的意思.
(2)角速度ω
連接運動物體和圓心的半徑在一段時間內轉過的角度φ與這段時間t的比值叫做勻速圓周運動的角速度(如圖4-1所示).
ω= .對某一確定的勻速圓周運動來說,角速度是恆定不變的.
(3)周期T、頻率
f勻速圓周運動的一個重要特點是周期性,即物體經過一定時間後,位置、速度又與原來相同.做勻速圓周運動的物體運動一周所需時間叫做周期.用符號T表示.
周期的倒數叫做頻率,用符號f表示.f=1/T.頻率的含義是做勻速圓周運動的物體在一秒內轉過的圈數.
3.描述勻速圓周運動的各物理量間的關系
(1)線速度與角速度的關系
由圖4-1可見,圓弧長度s等於半徑r與圓心角φ的乘積s=rφ
所以v= = =rω,即v=rω
上式表示線速度的大小等於角速度與半徑的乘積.
(2)角速度、周期或頻率、轉速間的關系
ω= =2πf.
實際中也常用轉速來描述勻速圓周運動的快慢.轉速是指單位時間內轉過的圈數,常用符號n表示,單位符號是r/s或r/min,讀作轉每秒或轉每分.
典型例題
例1 一個質點做勻速圓周運動,它在任意相等的時間內( )
A.通過的弧長相等 B.通過的位移相同
C.轉過的角度相同 D.速度的變化相同
分析與小結 (1)質點沿圓周運動,如果在相等時間內通過的弧長相等,這種運動就是勻速圓周運動,因軌跡為圓周,故勻速圓周運動一定是變速運動,其中「勻速」二字只是指速度大小不變.
(2)質點作勻速圓周運動,在相等時間內通過的弧長相等,由rθ=s,表明轉過的角度也相同,因位移,速度的變化均為矢量,只能說在相等時間內質點位移的大小,速度變化的大小相等,不能說位移,速度的變化相同.
正確選項為A、C.
例2 作勻速圓周運動的物體( )
A.因相等時間內通過的弧長相等,所以線速度恆定
B.如果物體在0.1s轉過30°,則角速度為300rad/s
C.若半徑r一定,則線速度與角速度成正比
D.若半徑為r,周期為T,則線速度v=2πr/T
分析與小結 本例正確答案為C、D,分析與小結如下:
(1)線速度v=s/t,反映質點沿圓弧運動的快慢程度,是矢量,大小恆定,方向沿圓弧切線方向,在不斷地改變,故不能說v恆定.
(2)角速度ω=θ/t,反映質點與圓心連線轉動的快慢,國際單位為rad/s,B中ω=(π/6)/0.1= rad/s
(3)線速度與角速度的關系為v=ωr,由該式可知,r一定時,v∝ω,v一定時,ω∝1/r,ω一定時,v∝r.
(4)物體轉動一周的時間為T,由線速度與角速度的定義,在特殊情形下(轉一周)的線速度與角速度的表達式分別為:v=2πr/T,由ω=2π/T,也可得到v=ωr.
例3 如圖4-2所示的皮帶傳動裝置中,輪A和B同軸,A、B、C分別是三個輪邊緣的點,且RA=RC=2RB,則三質點角速度和線速度的關系分別為(皮帶不打滑)
A.ωA:ωB:ωC=1:2:1,vA:vB:vC=1:2:1
B.ωA:ωB:ωC=2:2:1,vA:vB:vC=2:1:1
C.ωA:ωB:ωC=1:2:2,vA:vB:vC=1:1:2
D.ωA:ωB:ωC=2:2:1,vA:vB:vC=1:2:2
分析 因皮帶不打滑,傳動帶上各處線速度大小相同,故vB=vC,因A、B在同一圓盤上,故角速度相等,即ωA=ωB,再由線速度與角速度的關系式v=ωr,因RA=2RB,有VA=2VB,又RC=2RB,有ωB=2ωC,將各式聯系起來可知選項B正確.
小結 分析皮帶傳動裝置問題時應注意:①若皮帶不打滑,與皮帶相接觸的輪邊緣處的線速度大小相等;②同一輪上各點的角速度相等;③找出相等條件後再利用v=ωr進行分析.
例4 如圖4-3所示,以角速度ω旋轉的圓盤邊緣上P點站有一持槍的射擊者,他隨圓盤一起轉動,已知槍彈速度為v0,為了能使槍彈擊中圓心O,射擊時槍與半徑R的夾角為 ,槍彈實際運動的速度是 .
分析 由於圓盤的運動,射出的子彈同時參與兩個運動,實際速度是圓盤邊緣的線速度ωR與子彈相對圓盤的速度v0的矢量和,如圖4-4所示,由圖可知.
v0與OP的夾角θ=sin-1(ωR/v0)
實際速度v=
小結 確定兩個分速度的方向是分析解答之關鍵,可分別假設v0=0,ωR=0求得,由於v0與ωR不在同一直線上,合成時應用平行四邊形定則.
例5 半徑r的圓板板面與地面平行放置,板面距離地面的高度為h,板可繞通過圓心的豎直軸轉動.當板以角速度ω轉動時,板面上存有的水自板的邊緣甩出落在地面成一大圓圈,求大圓圈的半徑.
分析 題中所敘述的物理過程示意如圖4-5所示,被轉動的圓板甩出的水作平拋運動.拋出時的初速度為圓板轉動時圓板邊緣的線速度為:v0=r·ω,水由拋出到落地所需的時間為t,則由:h= gt2
得:t= 水拋出的水平距離為:S=v0t=rω·
水落地所形成的大圓,由圖4-5可知,
R= = =r
(有些符號沒有打上,可以點擊一下下面的網址,而且還有不少其他部分的復習資料。)
參考資料:http://www.tjjy.com.cn/pkuschool/teacher/its/gao1/wl/1/5.4-1.htm