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高中一年级物理

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    质点作匀速圆周运动,半径为R,转速为n(R、n的单位均为国际单位),则质点的周期T=____________,角速度ω=____________,线速度v=____________,向心加速度a=____________。
    本题信息:2012年四川省期中题物理填空题难度一般 来源:马凤霞
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本试题 “质点作匀速圆周运动,半径为R,转速为n(R、n的单位均为国际单位),则质点的周期T=____________,角速度ω=____________,线速度v=____________,向心加速度a...” 主要考查您对

线速度

角速度

周期、频率、转速

向心加速度

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线速度的定义:

质点沿圆周运动通过的弧长与所用时间的比值叫做线速度。


线速度的特性:

线速度是矢量,方向和半径垂直,和圆周相切。它是描述做圆周运动的物理运动快慢的物理量。

对线速度的理解:
物体上任一点对定轴作圆周运动时的速度称为“线速度”。它的一般定义是质点作曲线运动时所具有的顺时速度。它的方向沿运动轨道的切线方向,故又称切向速度。它是描述作曲线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲线运动时所具有的顺时速度,其方向沿运动轨道的切线方向。 (高中物理中的切线方向就指速度一侧的方向,和数学中的切线不同)


知识点拨:


如图,大圆和小圆有同一根皮带相连,皮带上的各个点的速率相同,所以大圆和小圆圆周上的线速度是相同的。


 角速度的定义:

圆周运动中,连接质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比值叫做角速度。

                                                                                


角速度的特性:

角速度是矢量,高中阶段不研究其方向。它是描述做圆周运动的物体绕圆心转动快慢的物理量
单位:在国际单位制中,单位是“弧度/秒”(rad/s)。(1rad=360d°/(2π)≈57°17'45″)
转动周数时(例如:每分钟转动周数),则以转速来描述转动速度快慢。角速度的方向垂直于转动平面,可通过右手螺旋定则来确定。(角速度的方向,在高中物理的学习不属于考察的内容)


线速度和角速度的对比:
角速度是单位时间转过的角度;或者说是转过的角度和所用时间的比值。
线速度是单位时间走过的弧长;或者说是弧长和所用时间的比值。

角速度和线速度的关系:


知识拓展提升:

  例:计算地球和月亮公转的角速度:


通过计算知道,书中所提到的地球和月球的争论是没有结论的。比较运动得快慢,要看比较线速度还是角速度,不能简单说谁快谁慢。


周期、频率、转速的定义:

1、周期:做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期,用T表示,单位为秒(s)。
2、频率:做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率,用f表示,单位为赫兹(Hz)。
3、转速:做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,用n表示,单位为转每秒(r/s)。
4、v、ω、T、f、n的关系:


周期,频率与线速度、角速度的关系:


知识点拨:
1、周期T:做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.
2、频率f:周期的倒数叫频率,表示1s内质点所转过的周数.频率的单位是Hz.
3、转速n:做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫转速.通常用n表示,单位是r/s.        实际中所说的转数是指做匀速圆周运动的物体每分钟转过的圈数,用n表示,单位是转每分(r/min).
说明:频率和转速对匀速圆周运动来说在意义上是相等的,但频率具有更广泛的意义,两者的单位也不相同。

向心加速度的定义:

描述线速度方向变化的快慢,大小,方向总是指向圆心,但时刻在变化,是一个变加速度。


向心加速度的特性:
切向加速度,作用是改变速度的大小,法向加速度


所以,当只有法向加速度的时候,物体将做匀速圆周运动。


知识点拨:
向心力的作用效果:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变速度的大小.因此,向心力不做功.
向心力总是指向圆心方向的。

知识拓展:
向心力,可以是几个力的合力,也可以是某个力的一个分力;既可能是重力、弹力、摩擦力,也可能是电场力、磁场力或其他性质的力。如果物体做匀速圆周运动,则所受合力一定全部用来提供向心力。


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