⑴ 圆周运动周期公式是什么
公式如下:
1、v(线速度)=l/t=2πr/T(l代表弧长,t代表时间,r代表半径)
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(频率)=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
在物理学中,圆周运动(circular motion)是在圆上转圈:一个圆形路径或轨迹。当考虑一件物体的圆周运动时,物体的体积大小可以被忽略,并将其看成一质点(在空气动力学上除外)。
圆周运动的例子有:一个人造卫星跟随其轨迹转动、用绳子连接著一块石头并转圈挥动、一架赛车在赛道上转弯、一粒电子垂直地进入一个平均磁场、一个齿轮在机器中的转动(其表面和内部任一点)、皮带传动装置、火车的车轮及拐弯处轨道。
圆周运动以向心力(centripetal force)提供运动物体所需的加速度。这向心力把运动物体拉向圆形轨迹的中心点。若果没有向心力,物体会跟随牛顿第一定律惯性地进行直线运动。即使物体速率不变,物体的速度方向也在不停地改变。即匀速圆周运动中,线速度改变(方向),而角速度不变。
⑵ 高一 物理 6556 请详细解答,谢谢! (3 19:32:48)
圆周运动
质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动时,即其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。它是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。圆周运动分为,匀速圆周运动和变速圆周运动(如:竖直平面内绳/杆转动小球、竖直平面内的圆锥摆运动)。在圆周运动中,最常见和最简单的是匀速圆周运动(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)。
匀速圆周运动的特点:轨迹是圆,角速度,周期 ,线速度的大小和向心加速度的大小不变。
线速度定义:质点运动通过的弧长S与所用的时间t的比值。
线速度的物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢,是矢量。
角速度的定义:半径在一定时间内转过的弧度与所用时间的比值.
周期的定义:作匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间.
注意:圆周运动不是匀速运动.而是变加速曲线运动!
主要公式:v=L/t ,ω=角度/t ,
由以上可推导出v=ωr,
圆周运动
任何物体在作圆周运动时需要一个向心力,因为它在不断改变速度。对象的速度的速率大小不变,但方向一直在改变。只有合适大小的向心力才能维持物体在圆轨道上运动。这个加速度(速度是一个矢量,改变方向的同时可以不改变大小)是由向心力提供的,如果不具备这一条件,物体将脱离圆轨道。
物体在作圆周运动时速度的方向相切于圆周路径。力的方向一直指向圆心,即此来改变速度的方向。
现在,向心力任何使物体不脱离轨道。一个很好的例子是重力。 地面重力给人造卫星必要的力使其在沿轨道运动。
现在回到物理学上来。向心力与物体速度的平方及它的质量和半径倒数成正比:
F = (mv^2)/r,F=mω^2r(ω是角速度)
所以如果我们知道了力大小,质量,半径,我们可以算出对象旋转速度。 如果我们知道了速度,质量,半径,我们可以算出力大小。符号记为如下:
F = ma
Yes, Force = Mass multiplied by Acceleration. So:是的,合外力=质量乘以加速度
a = (v^2)/r =(2π)^2R/T^2
质量符号去除—用 F和 ma 取代. 因此你不用知道物体的质量。
当一质点在一平面做圆周运动时在另一不等平面的射影是做匀变速运动;匀变速运动为,先匀加速(匀减速)后匀减速(匀加速)。
如果物体沿半径是R的圆周作匀速圆周运动,运动一周的时间为T,则线速度的大小等于角速度大小和半径R的乘积.
v=ωR,使用这一公式时应注意,角度的单位一定要用弧度,只有角速度的单位是弧度/秒时,上述公式才成立.
在物理学中,圆周运动是在圆圈上转圈:一个圆形路径或轨迹。当考虑一件物体的圆周运动时,物体的体积大小会被忽略,并看成一点。
圆周运动的例子有:一个人造卫星跟随其轨迹转动、用线子连接著一块石头并打圈挥动、一架赛车在赛道上转弯、一粒电子垂直地进入一个平均磁场、一个齿轮在机器中的转动、皮带传动装置、火车的车轮及拐弯处轨道。
圆周运动以向心力提供运动物体所须的加速度。这向心力把运动物体拉向圆形轨迹的中心点。若果没有向心力,物体会跟随牛顿第一定律惯性地进行直线运动。即使物体速率不变,圆周运动是有被加速的,因为物体的速度向量是不停地改变方向的。
⑶ 1个质点做圆周运动时,切向加速度和法向加速度有变化吗
切向加速度可能不变,法向加速度一定改变。因为匀速圆周运动,切向加速度为零,发向加速度为常量,但方向时刻改变。变速圆周运动,切向加速度为常量,但方向改变,法向加速度,数值在变方向也在变。
质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动,即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。它是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。
圆周运动分为,匀速圆周运动和变速圆周运动(如:竖直平面内绳/杆转动小球、竖直平面内的圆锥摆运动)。在圆周运动中,最常见和最简单的是匀速圆周运动(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)。
(3)圆周运动皮带传动装置扩展阅读
圆周运动的例子有:一个人造卫星跟随其轨迹转动、用绳子连接著一块石头并转圈挥动、一架赛车在赛道上转弯、一粒电子垂直地进入一个平均磁场、一个齿轮在机器中的转动(其表面和内部任一点)、皮带传动装置、火车的车轮及拐弯处轨道。
圆周运动以向心力(centripetal force)提供运动物体所需的加速度。这向心力把运动物体拉向圆形轨迹的中心点。若果没有向心力,物体会跟随牛顿第一定律惯性地进行直线运动。即使物体速率不变,物体的速度方向也在不停地改变。即匀速圆周运动中,线速度改变(方向),而角速度不变。
⑷ 物体做圆周运动时,受到的合力一定指向圆心吗
只有匀速圆周运动的时候,合力才指向圆心。非匀速的圆周运动,合力不指向圆心。 但是圆周运动的物体不受离心力作用。
在物理学中,圆周运动(circular motion)是在圆上转圈:一个圆形路径或轨迹。当考虑一件物体的圆周运动时,物体的体积大小可以被忽略,并将其看成一质点(在空气动力学上除外)。
2圆周运动的例子有:一个人造卫星跟随其轨迹转动、用绳子连接著一块石头并转圈挥动、一架赛车在赛道上转弯、一粒电子垂直地进入一个平均磁场、一个齿轮在机器中的转动(其表面和内部任一点)、皮带传动装置、火车的车轮及拐弯处轨道。
圆周运动以向心力(centripetal force)提供运动物体所需的加速度。这向心力把运动物体拉向圆形轨迹的中心点。若果没有向心力,物体会跟随牛顿第一定律惯性地进行直线运动。即使物体速率不变,物体的速度方向也在不停地改变。即匀速圆周运动中,线速度改变(方向),而角速度不变。
⑸ 向心运动的条件
向心运动指物体做圆周运动时,提供的向心力大于所需要的向心力时物体所做靠近圆心的运动。
在物理学中,圆周运动(circular motion)是在圆上转圈:一个圆形路径或轨迹。当考虑一件物体的圆周运动时,物体的体积大小可以被忽略,并将其看成一质点(在空气动力学上除外)。
圆周运动的例子有:一个人造卫星跟随其轨迹转动、用绳子连接著一块石头并转圈挥动、一架赛车在赛道上转弯、一粒电子垂直地进入一个平均磁场、一个齿轮在机器中的转动(其表面和内部任一点)、皮带传动装置、火车的车轮及拐弯处轨道。
特点:
匀速圆周运动的特点:轨迹是圆,角速度,周期,线速度的大小(注:因为线速度是矢量,"线速度"大小是不变的,而方向时时在变化)和向心加速度的大小不变,且向心加速度方向总是指向圆心。
线速度定义:质点沿圆周运动通过的弧长ΔL与所用的时间Δt的比值叫做线速度,或者角速度与半径的乘积。
线速度的物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢,是矢量。
⑹ 关于匀速圆周运动中传动装置(皮带和共轴)的一些规律 总记不住,
皮带 线速度等 周期角速度比为半径比
共轴 角速度等 周期线速度比为半径比
⑺ 高一物理(圆周运动)
圆周运动这张关键是会受力分析找到向心力。
受力分析,正交分解坐标轴选择切线方向和法线方向,切线方向的力产生了切向的加速度(与速度同向)是改变速度大小的,法线方向(与速度垂直的方向,既半径方向)的力产生了法线方向的加速度,是改变运动方向的。法线方向的合力就是向心力,法线方向的加速度就是向心加速度。
另外你去理解一下,当法线方向的合力不足提供所需向心力时,物体会远离圆心做离心运动,当法线方向的合力比所需向心力大时,物体做靠近圆心的运动。
高中物理中圆周运动就两大类,几个模型。
第一类:水平面上的圆周运动(往往是匀速圆周运动)
例如:车辆转弯,圆锥摆等。。。
第二类:竖直面内圆周运动(往往是变速圆周运动)
典型:绳杆模型
注意最高点的临界速度,绳模型根号gr,杆模型0
把这几个模型搞清楚,动力学原因搞清楚就没什么问题了。
⑻ 圆周运动的基本规律
线速度v=S/t ,角速度ω=弧度/t , 由以上可推导出线速度v=ωr, 求线速度,除了可以用v=S/t,也可推导出v=2πr/T(注:T为周期)=ωr=2πrn(注:n代表转速,n与可以T可以互相转换,公式为T=1/n),π代表圆周率 同样的,求角速度可以用ω=弧度/t =2π/T=v/r=2πn 其中S为弧长,r指半径,V为线速度,a为加速度,T为周期,ω为角速度(单位:rad/s)。
⑼ 高中物理必修二 圆周运动的典型例题!!
【例1】如图6-75所示的皮带传动装置(传动皮带是绷紧的且运动中不打滑)中,主动轮O1的半径为r1,从动轮有大小两轮固定在同一个轴心O2上,半径分别为r2和r3,已知r3=2 r1,r2=1.5 r1,A、B、C分别是三个轮边缘上的点,则当整个传动装置正常工作时,A、B、C三点的线速度之比为 ,角速度之比为 ,周期之比为 。
思路点拨 根据线速度、角速度及周期的定义分析找出三点在相等时间内转过弧长的关系即可求出线速度之比,分析三点与圆心所连半径在相等时间内转过的角度可求角速度之比,进而求出周期之比。
分析解答
因同一个轮子(或固定在一起的两个轮子)上各点的角速度都相等,皮带传动(皮带不打滑)中与皮带接触的轮缘上各点的线速度大小都相等(因各点在相等的时间内运动的路程都相等),故本中B、C二点的角速度相等,A、B二点的线速度大小相等,即:
ωB=ωC ①
vA=vB ②
因A、B二点分别在半径为r1和r3的轮缘上,r3=2 r1,由 及②式可得角速度:
ωA=2ωB。 ③
由①③二式可得A、B、C三点的角速度之比为:
ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1。 ④
因B、C分别在半径为r3和r2的轮缘上,r2=1.5 r1= r3,故由及①式可得线速度: 。 ⑤
由②⑤式可得A、B、C三点的线速度之比为:
vA∶vB∶vC=4∶4∶3。 ⑥
由 及④式可得A、B、C三点的周期之比为:
TA∶TB∶TC=1∶2∶2。 ⑦
综上所述,本题的正确答案是:2∶1∶1;4∶4∶3;1∶2∶2。
⑽ 有关圆周运动的一个基础问题
匀速圆周运动
匀速圆周运动的知识是本章的核心内容,它是研究万有引力、人造卫星的基础,它们都是近年来的高考热点,随着高考对现代科技考查的日益加强,对圆周运动知识的考查频率不会改变.
核心知识
1.匀速圆周运动的界定
质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的弧长相等,这种运动称匀速圆周运动.
2.描述匀速圆周运动的物理量
物体的运动形式越复杂,用于描述的物理量就越多.与直线运动相比,增加了角速度和周期等来描述匀速圆周运动.
(1)线速度v
物体在一段时间内通过的圆弧长度s与这段时间t的比值越大,表示物体运动的越快.这个比值就是匀速圆周运动的线速度大小.
v=
线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.线速度是矢量,其方向就在圆周该点的切线方向上(如图4-1所示).线速度的方向是时刻在变化的,所以匀速圆周运动是变速度运动,这里的“匀速”是指速率不变的意思.
(2)角速度ω
连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的角度φ与这段时间t的比值叫做匀速圆周运动的角速度(如图4-1所示).
ω= .对某一确定的匀速圆周运动来说,角速度是恒定不变的.
(3)周期T、频率
f匀速圆周运动的一个重要特点是周期性,即物体经过一定时间后,位置、速度又与原来相同.做匀速圆周运动的物体运动一周所需时间叫做周期.用符号T表示.
周期的倒数叫做频率,用符号f表示.f=1/T.频率的含义是做匀速圆周运动的物体在一秒内转过的圈数.
3.描述匀速圆周运动的各物理量间的关系
(1)线速度与角速度的关系
由图4-1可见,圆弧长度s等于半径r与圆心角φ的乘积s=rφ
所以v= = =rω,即v=rω
上式表示线速度的大小等于角速度与半径的乘积.
(2)角速度、周期或频率、转速间的关系
ω= =2πf.
实际中也常用转速来描述匀速圆周运动的快慢.转速是指单位时间内转过的圈数,常用符号n表示,单位符号是r/s或r/min,读作转每秒或转每分.
典型例题
例1 一个质点做匀速圆周运动,它在任意相等的时间内( )
A.通过的弧长相等 B.通过的位移相同
C.转过的角度相同 D.速度的变化相同
分析与小结 (1)质点沿圆周运动,如果在相等时间内通过的弧长相等,这种运动就是匀速圆周运动,因轨迹为圆周,故匀速圆周运动一定是变速运动,其中“匀速”二字只是指速度大小不变.
(2)质点作匀速圆周运动,在相等时间内通过的弧长相等,由rθ=s,表明转过的角度也相同,因位移,速度的变化均为矢量,只能说在相等时间内质点位移的大小,速度变化的大小相等,不能说位移,速度的变化相同.
正确选项为A、C.
例2 作匀速圆周运动的物体( )
A.因相等时间内通过的弧长相等,所以线速度恒定
B.如果物体在0.1s转过30°,则角速度为300rad/s
C.若半径r一定,则线速度与角速度成正比
D.若半径为r,周期为T,则线速度v=2πr/T
分析与小结 本例正确答案为C、D,分析与小结如下:
(1)线速度v=s/t,反映质点沿圆弧运动的快慢程度,是矢量,大小恒定,方向沿圆弧切线方向,在不断地改变,故不能说v恒定.
(2)角速度ω=θ/t,反映质点与圆心连线转动的快慢,国际单位为rad/s,B中ω=(π/6)/0.1= rad/s
(3)线速度与角速度的关系为v=ωr,由该式可知,r一定时,v∝ω,v一定时,ω∝1/r,ω一定时,v∝r.
(4)物体转动一周的时间为T,由线速度与角速度的定义,在特殊情形下(转一周)的线速度与角速度的表达式分别为:v=2πr/T,由ω=2π/T,也可得到v=ωr.
例3 如图4-2所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的点,且RA=RC=2RB,则三质点角速度和线速度的关系分别为(皮带不打滑)
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 因皮带不打滑,传动带上各处线速度大小相同,故vB=vC,因A、B在同一圆盘上,故角速度相等,即ωA=ωB,再由线速度与角速度的关系式v=ωr,因RA=2RB,有VA=2VB,又RC=2RB,有ωB=2ωC,将各式联系起来可知选项B正确.
小结 分析皮带传动装置问题时应注意:①若皮带不打滑,与皮带相接触的轮边缘处的线速度大小相等;②同一轮上各点的角速度相等;③找出相等条件后再利用v=ωr进行分析.
例4 如图4-3所示,以角速度ω旋转的圆盘边缘上P点站有一持枪的射击者,他随圆盘一起转动,已知枪弹速度为v0,为了能使枪弹击中圆心O,射击时枪与半径R的夹角为 ,枪弹实际运动的速度是 .
分析 由于圆盘的运动,射出的子弹同时参与两个运动,实际速度是圆盘边缘的线速度ωR与子弹相对圆盘的速度v0的矢量和,如图4-4所示,由图可知.
v0与OP的夹角θ=sin-1(ωR/v0)
实际速度v=
小结 确定两个分速度的方向是分析解答之关键,可分别假设v0=0,ωR=0求得,由于v0与ωR不在同一直线上,合成时应用平行四边形定则.
例5 半径r的圆板板面与地面平行放置,板面距离地面的高度为h,板可绕通过圆心的竖直轴转动.当板以角速度ω转动时,板面上存有的水自板的边缘甩出落在地面成一大圆圈,求大圆圈的半径.
分析 题中所叙述的物理过程示意如图4-5所示,被转动的圆板甩出的水作平抛运动.抛出时的初速度为圆板转动时圆板边缘的线速度为:v0=r·ω,水由抛出到落地所需的时间为t,则由:h= gt2
得:t= 水抛出的水平距离为:S=v0t=rω·
水落地所形成的大圆,由图4-5可知,
R= = =r
(有些符号没有打上,可以点击一下下面的网址,而且还有不少其他部分的复习资料。)
参考资料:http://www.tjjy.com.cn/pkuschool/teacher/its/gao1/wl/1/5.4-1.htm