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高中一年级物理

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    两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的(   )



    A.运动周期相同
    B.运动的角速度相不同
    C.运动的线速度不相同
    D.向心加速度相同
    本题信息:2011年0119期中题物理多选题难度一般 来源:宗萍
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本试题 “多选两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的( )A.运动周期相同B.运动的角速度相不同C.运动的线速度不...” 主要考查您对

线速度

角速度

周期、频率、转速

向心加速度

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 线速度
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  • 周期、频率、转速
  • 向心加速度

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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