匀速圆周运动,质点沿圆周运动,如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做“匀速圆周运动”(uniform circular motion) 。匀速圆周运动是圆周运动中,最常见和最简单的运动(因为速度是矢量,所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动)。
匀速圆周运动_匀速圆周运动 -运动条件
匀速圆周运动
物体作匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变速运动。又由于作匀速圆周运动时,它的向心加速度的大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变加速运动。“匀速圆周运动”一词中的“匀速”仅是速率不变的意思。做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,而且加速度不断改变,因其向心加速度方向在不断改变,其运动轨迹是圆,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。匀速圆周运动法向(向心)加速度方向始终指向圆心。做匀速圆周运动的物体总能分解出一个指向圆心的加速度,我们将方向时刻指向圆心的加速度称为向心加速度。
匀速圆周运动_匀速圆周运动 -公式解析
计算公式
1、v(线速度)=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrn (S代表弧长,t代表时间,r代表半径,n代表转速)
2、ω(角速度)=Δθ/Δt=2π/T=2πn (θ表示角度或者弧度)
3、T(周期)=2πr/v=2π/ω
4、n(转速)=1/T=v/2πr=ω/2π
5、Fn(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2n^2
6、an(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2
7、vmin=√gr (过最高点时的条件)
8、fmin (过最高点时的对杆的压力)=mg-√gr (有杆支撑)
9、fmax (过最低点时的对杆的拉力)=mg+√gr (有杆)
向心力公式的推导
设一质点在A处的运动速度为Va,在运动很短时间