匀速圆周运动详解

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匀速圆周运动详解

在实际的学习和考察过程当中,往往我们遇到的更多的是匀速圆周运动,那么我们今天就来看一看,匀速圆周运动。

所谓的匀速圆周运动,是指质点沿圆周运 动,如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等。这个定义我们要强调三点,一是匀速中的速是指的速率而不是速度,说白了,匀速圆周运动是指的速率恒定不变的圆周运动。二是匀速圆周运动的速度方向时刻在发生变化,这一点我们在圆周运动当中也已经进行了阐述。三是做匀速圆周运动的物体仍然具有加速度,且加速度方向在不断改变,因为其运动轨迹是圆,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心。做变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,这个加速度也就是我们昨天所说的法向加速度。

物体作匀速圆周运动的条件:一是要具有初 速 度;二是受到一个大小不变、方向与物体运动速 度方向始终垂直因而是指向圆 心的力(向 心 力)。这里我们要强调的是,一是在匀速圆周运动的任轨迹的任何一点,都必须满足向心力这个条件,一旦不满足,那么匀速圆周运动的状态也就发生了变化。二是向心力是效果力,不是物体实际受到的力,它的来源可以是某个力,也可以是某几个力的合力,还可以是某几个力的分力。

描述匀速圆周运动所需要的物理量和我们昨天所说的圆周运动的物理量是一样的,他们分别是v(线 速 度),ω(角 速 度:)T(周 期):f(频 率或者转速),Fn(向心力),an(向 心 加 速 度)。我们要强调的是,向心力和向心加速度仍然满足牛顿第二运动定律,即F=ma。上述这些物理量常用的计算公式和上一次谈到的一模一样,这里不在赘述。

分析圆周运动的一般方法:将圆周运动的物体所受的合力分解为径向分力(使物体保持圆轨道运动,即 向心加速度 )和切向分力(使物体速度发生变化,即切向加速度 )。而向心力的大小由运动物体的瞬时速度决定。

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