第三节圆周运动
一、描述圆周运动的物理量
描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、转速、向心加速度、向心力等,
现比较如下表:
定义、意义
公式、单位
线速度
①描述做圆周运动的物体________的物理量(v)②是矢量,方向和半径垂直,和圆周________
①v=ΔΔlt=____②单位:ms
角速度
①描述物体绕圆心________的物理量(ω)
①ω=ΔΔθt=____
②中学不研究其方向
②单位:rads
周期和转速
①周期是物体沿圆周运动一圈的时间(T)②转速是物体在单位时间内转过的________(
),也叫频率(f)
①T=2πvr;单位:s②
的单位rs、rmi
③f的单位:Hz,f=1T
向心加速度
①描述速度方向变化快慢的物理量(a
)②方向指向圆心
①a
=vr2=____②单位:ms2
向心力
①作用效果是产生向心加速度,只改变线速度的______,不改变线速度的______
①F
=______=mvr2=______
②方向指向______
②单位:N
相互关系
①v=rω=2πTr=2πrf②____________________
③____________________
二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较
项目
匀速圆周运动
非匀速圆周运动
运动性质
是速度大小______而方向时刻______的变速曲线运动,是加速度大小______、方向____的变加速曲线运动
是速度大小和方向都______的变速曲线运动,是加速度大小、方向都______的变加速曲线运动
由于速度大小和方向都变化,所以
加速度
方向与速度垂直,即只存在向心加不仅存在向心加速度而且存在切向
速度,没有切向加速度
加速度,合加速度的方向不指向圆
心
向心力
v2mF合=F向=mr2r
m
2πT
2
r
三、向心运动和离心运动
1.离心运动的本质
F合=沿沿半切径向方的向分的力F分=力mFa
=ma
1
f(1)离心现象是________的表现。(2)离心运动并非沿半径方向飞出的运动,而是运动的半径变大,或沿切线方向飞出。2.向心运动当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时,即________,物体渐渐向圆心运动。
1.(2012江苏赣榆月考)如图所示是摩托车比赛转弯时的情形。转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是()
A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去2.(2012金华十校第三次联考)如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大r