文档介绍:高中物理圆周运动知识点总结
高中物理圆周运动知识点
圆周运动:质点的运动轨迹是圆周的运动。
匀速圆周运动: 质点的轨迹是圆周, 在相等的时间内,通过的弧长相等,质点所作的运动是匀速率圆周运动。
描述匀速圆周运动的物理量
周期 (T) :质点完成一次圆周运动所用的时间为周期。
频率 (f) : 1s 钟完成圆周运动的次数。 f=
线速度 (v) :线速度就是瞬间速度。做匀速圆周运动的质点,其线速度的大小不变,方向却时刻改变,匀速圆周运动是一个变速运动。
由瞬时速度的定义式 v=, 当Δt 趋近于 0 时,
Δs 与所对应的弧长 (Δl) 基本重合,所以 v=,
在匀速圆周运动中,由于相等的时间内通过的弧长相等,那
么很小一段的弧长与通过这段弧长所用时间的比值是相等
的,所以,其线速度大小 v=( 其中 R 是运动物体的轨道半径,
T 为周期 )
角速度 (ω) :作匀速圆周运动的质点与圆心的
连线所扫过的角度与所用时间的比值。 ω==,由此式可知匀速圆周运动是角速度不变的运动。
竖直面内的圆周运动 ( 非匀速圆周运动 )
(1) 轻绳的一端固定,另一端连着一个小球 ( 活小物块 ) ,
第 1 页
小球在竖直面内作圆周运动,或者是一个竖直的圆形轨迹,一个小球 ( 或小物块 ) 在其内壁上作竖直面的圆周运动,然后进行计算分析,结论如下:
①小球若在圆周上,且速度为零,只能是在水平直径两个端点以下部分的各点,小球要到达竖直圆周水平直径以上各点,则其速度至少要满足重力指向圆心的分量提供向心力②小球在竖直圆周的最低点沿圆周向上运动的过程中,
速度不断减小 ( 重力沿运动方向的分量与速度方向是相反的,使小球的速度减小 ) ,而小球要到达最高点,则必须在最低点具有足够大的速度才能到达最高点,否则小球就会在圆周上的某一点 ( 这一点一定在水平直径以上 ) 绳子的拉力为零时,小球就脱离圆周轨道。
物体在杆或圆管的环形轨道上作竖直面内圆周运动,虽然物体从最低点沿圆周向最高点运动的过程中,速度越来
越小,由于物体可以受到杆的拉力和压力 ( 或圆管对它的向内或向外的作用力 ) ,所以,物体在圆周上的任意一点的速度均可为零。
物体在竖直的圆周的外壁运动,此种运动的关键是要区别做圆周运动和平抛运动的条件,它们的临界状态是物体的重力沿半径的分量提供向心力,此时,轨道对物体没有
作用力,但物体又在轨道上, 该点是物体在圆周上的临界点。若物体在最高点时, mg=,v0=, 当 v­≥v0 ,物体在最高
第 2 页
点处将作平抛运动,当 v
扩展
竖直面内的圆周运动,只要求讨论分析最高点和最低点的情况,由于最高点的相信加速度竖直向下,质点总是处于失重状态 ; 最低点的向心加速度竖直向上,质点总是处于超重状态,从这个角度来理解竖直面内做圆周运动的质点受力情况比较直观。
质点在圆轨道外