初中物理匀速圆周运动公式的知识点

时间:2023-10-18 08:41:54 秀雯 物理 我要投稿
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初中物理匀速圆周运动公式的知识点

  上学的时候,大家都背过不少知识点,肯定对知识点非常熟悉吧!知识点也不一定都是文字,数学的知识点除了定义,同样重要的公式也可以理解为知识点。为了帮助大家更高效的学习,以下是小编为大家收集的初中物理匀速圆周运动公式的知识点,欢迎大家分享。

初中物理匀速圆周运动公式的知识点

  匀速圆周运动

  1、线速度V=s/t=2πr/T

  2、角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf=V/r

  3、向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r

  4、向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合

  5、周期与频率:T=1/f

  6、角速度与线速度的关系:V=ωr

  7、角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)

  8、主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。

  温馨提示:做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。

  向心力公式的推导

  用实验验证向心力公式测定匀速圆周运动向心力的实验仪器种类非常多,它们不仅能定性验证,而且也能定量测定,验证的基本步骤是:

  首先,在确定转速、圆周半径都恒定的前提下,验证向心力与质量是不是正比关系。用来作对比实验的两物体要经过严格配重,并且用天平测量出两球的质量一个是另一个的一半,实验显示:测力计所示的向心力随着作圆周运动物体质量的加倍而加倍,这就证明了向心力与物体质量的正比关系。其次,在保持质量、运动半径都恒定的情况下。由于角速度与转速是正比关系,所以我们只需要验证向心力与转速的平方是不是正比关系。实验时,转速增加到2倍,从测力计上可以看出,在允许的误差范围内,向心力增加到4倍。验证了向心力跟角速度的平方成正比。最后,在保持质量、角速度(或转速)都不变的前提下,验证物体进行圆周运动时的向心力与圆周的半径是不是正比关系。实验时,使运动半径增加到2倍,转动后,从测力计上可以看出向心力也增加到2倍。说明向心力与半径成正比。

  描述匀速圆周运动快慢的物理量:

  线速度v

  ①意义:描述质点沿圆弧运动的快慢的物理量,线速度越大,质点沿圆弧运动越快。

  ②定义:线速度的大小等于质点通过的弧长s与所用时间t的比值。

  ③单位:m/s。

  ④矢量:方向在圆周各点的切线方向上。

  ⑤就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

  ⑥质点做匀速圆周运动时,线速度大小不变,但方向时刻在改变,故其线速度不是

  恒矢量。

  ⑦边缘相连接的物体,线速度相同。

  角速度ω

  ①定义:连接质点和圆心的半径(动半径)转过的角度跟所用时间的比值,叫做匀速圆周运动的角速度。

  ②单位:rad/s(弧度每秒)。

  ③矢量(中学阶段不讨论,用<安培右手定则>可判断方向,例如:当其在水平面上顺时针转动时角速度方向竖直向下)。

  ④质点做匀速圆周运动时,角速度ω恒定不变。

  ⑤同一物体上任意两点,除旋转中心外,角速度相同。

  周期T

  ①定义:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。

  ②单位:s(秒)。

  ③标量:只有大小,没有方向。

  ④意义:定量描述匀速圆周运动的快慢。半径相等时,周期长说明运动得慢,周期短说明运动得快。

  ⑤质点做匀速圆周运动时,周期恒定不变。

  频率f

  ①定义:周期的倒数(每秒内完成周期性运动的次数)叫频率。

  ②单位:Hz(赫)。

  ③标量:只有大小,没有方向。

  ④意义:定量描述匀速圆周运动的快慢,频率高说明运动得快,频率低说明运动得慢。

  ⑤质点做匀速圆周运动时,频率恒定不变。

  转速n

  ①定义:做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。

  ②单位:在国际单位制中为r/s(转每秒);常用单位为r/min(转每分)。1r/s=60r/min。

  (注:r=round英:圈)

  ③标量:只有大小,没有方向。

  ④意义:实际中定量描述匀速圆周运动的快慢,转速高说明运动得快,转速低说明运动得慢。

  ⑤质点作匀速圆周运动时,转速恒定不变。

  匀速圆周运动

  一、基本概念

  1.匀速圆周运动

  (1)定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的弧长相等,就称质点作匀速圆周运动。

  (2)条件:

  ①有一定的初速度;

  ②受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用(即向心力)。

  (3)特点:速度大小不变,方向时刻改变。

  (4)描述匀速圆周运动的物理量:线速度、角速度、周期、转速、频率。

  (5)注意:

  ①匀速圆周运动是非匀变速曲线运动;

  ②“匀速”应理解为“匀速率”不能理解为“匀速度”;

  ③合力不为零,不能称作平衡状态。

  2.向心力:

  (1)定义:做匀速圆周运动的物体所受到的合力指向圆心,叫向心力。

  (2)特点:指向圆心,大小不变,方向时刻改变,是变力。F向=F合。

  (3)作用:只改变速度大小,不改变方向。

  3.向心加速度

  (1)定义:由向心力产生的加速度。

  (2)特点:指向圆心,大小不变,方向时刻改变,是矢量。

  (3)作用:只改变速度大小,不改变方向。

  二、主要公式

  1.v(线 速 度)=l/t=2πr/T=ωr=2πrf=2πnr(l代表弧长,t代表时间,r代表半径,n为频率,ω为角速度)

  2.ω(角 速 度)=θ/t=2π/T=2πf(θ表示角度或者弧度)

  3.T(周 期)=2πr/v=2π/ω

  4.f(频 率)=1/T

  6.Fn(向心力)=mrω=mv/r=mr4π/T=mr4πf

  7.an(向 心 加 速 度)=rω=v/r=r4π/T=r4πn

  三、解决匀速圆周运动的基本方法

  1.选择研究对象,根据转轴确定转动圆心,找到半径。

  2.受力分析,找到向心力。

  3.根据向心力公式建立方和求解。

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