物体的运动轨迹是圆周或圆周的一部分,这样的运动叫圆周运动。
圆周运动是曲线运动,所以它一定是变速运动。
物体作圆周运动,在任意时间内通过的弧长总是相等的运动。 具有周期性
因为线速度的方向是时刻变化的,所以匀速圆周运动是一种变速运动。
定义式:ω=△φ/△t
国际单位:弧度每秒,符号rad/s
物理意义:描述物体绕圆心转动快慢
角速度ω与周期T的关系:ω=2π/T
定义式:V=△S/△t
标矢性:线速度是矢量,其方向和半径垂直,沿圆周上该点的切线方向。
物理意义:描述做圆周运动的物体通过弧长快慢
线速度V与周期T的关系:V=2πr/T
关系式:V=ωr
定义:做匀速圆周运动的物体转过一周所用的时间
物理意义:描述物体做匀速圆周运动的快慢
公式:Τ=2π/ω=2πr/V
定义:做匀速圆周运动的物体每秒转过的圈数
物理意义:描述匀速圆周运动的快慢
公式:f=1/Τ=ω/2π
与角速度ω、线速度V的关系:ω=2πf,V=2πfr
定义:物体做匀速圆周运动的条件是受到与物体的速度方向垂直、始终指向圆心的合力作用,这个力叫做向心力。 变力
Fn=mv²/r=mω²r
向心力是按作用效果来命名的力。
若物体做变速圆周运动,其所受合力沿半径方向的分力提供向心力(或沿半径方向的合力就是向心力)。
向心力只改变物体运动的速度方向,不改变速度的大小。
a𝗻=v²/r=ω²r
a𝗻=(4π²/T²)r=4π²f²r=4π²n²r=ωV
若ω为常数,根据a𝗻=ω²r可知,向心加速度a𝗻与r成正比。
若v为常数,根据a𝗻=v²/r可知,向心加速度an与r成反比。
当匀速圆周运动的半径一定时,向心加速度的大小与角速度的平方成正比,也与线速度平方成正比。
若无特定条件,则不能说向心加速度与r是成正比还是成反比。
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航天器中的失重现象
做圆周运动的物体,如果受到的力不足以提供所需的向心力,物体就会远离圆心。
高一物理必修二