高中物理【圆周运动】知识点、规律总结

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高一物理 必修2 5.4圆周运动的运动学问题 知识点总结 题型总结 同步巩固 新高考 练习

高一物理  必修2  5.4圆周运动的运动学问题   知识点总结   题型总结   同步巩固  新高考  练习

高中物理 必修2 圆周运动的运动学问题1、描述圆周运动的物理量描述圆周运动的基本参量有:半径、线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度等。

(1)v =∆l∆t =2πr T =2πrf(2)ω=∆θ∆t =2πT(3)T =1f =2πr v3、圆周运动中的运动学分析 (1)对公式v =ωr 的理解当r 一定时,v 与ω成正比;当ω一定时,v 与r 成正比;当v 一定时,ω与r 成反比。

(2)对a =v 2r=ω2r =ωv 的理解在v 一定时,a 与r 成反比;在ω一定时,a 与r 成正比。

在分析传动装置中的各物理量时,要抓住不等量和想等量的关系,具体有: (1)同一转轴的轮上各点角速度ω相同,而线速度v=ωr 与半径r 成正比。

(2)当皮带(或链条、齿轮)不打滑时,传动皮带上各点以及用皮带连接的两轮边沿上的各点线速度大小相等,而角速度ω=vr 与半径r 成反比。

(3)齿轮传动时,两轮的齿数与半径成正比,角速度与齿数成反比。

1、如图所示装置中,A、B、C三个轮的半径分别为r、2r、4r,b点到圆心的距离为r,求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比,周期之比,转速之比,频率之比。

答案:①2:1:2:4;②2:1:1:1;③4:1:2:4;④1:2:2:2;⑤2:1:1:1;⑥2:1:1:12、一个环绕中心线AB以一定的角速度转动,P、Q为环上两点,位置如图所示,下列说法正确的是(A)A.P、Q两点的角速度相等B.P、Q两点的线速度相等C.P、Q两点的角速度之比为3∶1D.P、Q两点的线速度之比为3∶13、自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B=4R A、R C=8R A,如图所示.正常骑行时三轮边缘的向心加速度之比a A∶a B∶a C等于(C)A.1∶1∶8 B.4∶1∶4C.4∶1∶32 D.1∶2∶44、如图所示,传动轮A、B、C的半径之比为2︰1︰2,A、B两轮用皮带传动,皮带不打滑,B、C两轮同轴,a、b、c三点分别处于A、B、C三轮的边缘,d点在A轮半径的中点。

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结一、圆周运动的定义物体沿着圆周的运动称为圆周运动。

在圆周运动中,物体的运动轨迹是一个圆或者一段圆弧。

二、线速度1、定义:物体通过的弧长与所用时间的比值,叫做线速度。

2、公式:\(v =\frac{\Delta s}{\Delta t}\)(\(\Delta s\)表示弧长,\(\Delta t\)表示时间)3、单位:米每秒(m/s)4、物理意义:描述物体沿圆周运动的快慢。

5、线速度是矢量,其方向沿圆周的切线方向。

三、角速度1、定义:连接物体与圆心的半径所转过的角度与所用时间的比值,叫做角速度。

2、公式:\(\omega =\frac{\Delta \theta}{\Delta t}\)(\(\Delta \theta\)表示角度,\(\Delta t\)表示时间)3、单位:弧度每秒(rad/s)4、物理意义:描述物体绕圆心转动的快慢。

四、周期和频率1、周期(T)定义:做圆周运动的物体运动一周所用的时间。

单位:秒(s)公式:\(T =\frac{2\pi r}{v}\)(r 为圆周运动的半径)2、频率(f)定义:单位时间内完成圆周运动的次数。

单位:赫兹(Hz)公式:\(f =\frac{1}{T}\)五、线速度、角速度、周期、频率之间的关系1、\(v =\omega r\)2、\(v =\frac{2\pi r}{T}\)3、\(\omega =\frac{2\pi}{T} = 2\pi f\)六、向心加速度1、定义:做圆周运动的物体,由于速度方向不断改变,必然存在加速度,这个加速度指向圆心,叫做向心加速度。

2、公式:\(a_n =\frac{v^2}{r} =\omega^2 r\)3、方向:始终指向圆心,与线速度方向垂直。

4、物理意义:描述线速度方向变化的快慢。

七、向心力1、定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。

2、公式:\(F_n = m \frac{v^2}{r} = m\omega^2 r\)3、方向:始终指向圆心,与速度方向垂直。

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结一、匀速圆周运动1.定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动,物体运动的线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动。

2.特点:①轨迹是圆;②线速度、加速度均大小不变,方向不断改变,故属于加速度改变的变速曲线运动,匀速圆周运动的角速度恒定;③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力;④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现,匀速圆周运动具有周期性。

3.描述圆周运动的物理量:(1)线速度v是描述质点沿圆周运动快慢的物理量,是矢量;其方向沿轨迹切线,国际单位制中单位符号是m/s,匀速圆周运动中,v的大小不变,方向却一直在变;(2)角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量,是矢量;国际单位符号是rad/s;(3)周期T是质点沿圆周运动一周所用时间,在国际单位制中单位符号是s;(4)频率f是质点在单位时间内完成一个完整圆周运动的次数,在国际单位制中单位符号是Hz;(5)转速n是质点在单位时间内转过的圈数,单位符号为r/s,以及r/min.4.各运动参量之间的转换关系:模型一:共轴传动模型二:皮带传动模型三:齿轮传动二、向心加速度1.定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫向心加速度。

注:并不是任何情况下,向心加速度的方向都是指向圆心。

当物体做变速圆周运动时,向心加速度的一个分加速度指向圆心。

2.方向:在匀速圆周运动中,始终指向圆心,始终与线速度的方向垂直。

向心加速度只改变线速度的方向而非大小。

3.意义:描述圆周运动速度方向方向改变快慢的物理量。

4.公式:5.两个函数图像:三、向心力1.定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。

2.方向:总是指向圆心。

3.公式:4.注意:①向心力的方向总是指向圆心,它的方向时刻在变化,虽然它的大小不变,但是向心力也是变力。

②在受力分析时,只分析性质力,而不分析效果力,因此在受力分析是,不要加上向心力。

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结

圆周运动知识点总结圆周运动是物体在以一个固定点为中心,沿着一个固定半径的路径上运动的一种形式。

在圆周运动中,物体绕着该固定点作循环运动,形成特定的轨迹。

圆周运动是物理学中的一个重要概念,具有广泛的应用。

首先,我们来看一下圆周运动的基本特征。

圆周运动的最重要的特点是物体在运动过程中不断改变其方向,但保持与中心点的距离不变。

在圆周运动中,物体在不同的时刻具有不同的速度和加速度,但其速度的方向始终指向圆心。

这是由于物体受到向心力的作用,使其沿着圆周运动。

接下来,我们来看一下圆周运动的相关参数。

在圆周运动中,有一些重要的参数需要了解。

首先是角度。

角度是描述物体在圆周上的位置的一个重要指标。

角度的单位有度和弧度两种。

其次是圆周的半径。

半径是从圆心到物体的距离,也是描述圆周大小的一个参数。

圆周的弧长是物体在圆周上运动所经过的路径长度。

最后是圆周的周期和频率。

周期是一次完整运动所需要的时间,频率是单位时间内完成的运动次数。

在圆周运动中,有一些重要的物理定律需要了解。

首先是牛顿第一定律,即惯性定律。

根据这个定律,如果一个物体受到的合力为零,则物体将保持静止或匀速直线运动。

在圆周运动中,物体所受的合力为向心力。

其次是牛顿第二定律,即力与加速度的关系。

根据这个定律,物体所受的合力等于物体的质量乘以加速度。

在圆周运动中,物体的加速度与向心力、物体质量和半径相关。

最后是牛顿第三定律,即作用力与反作用力的关系。

在圆周运动中,物体受到向心力,同时物体对中心点也会施加一个反向的力,称为离心力。

圆周运动在许多领域中都有广泛的应用。

在机械工程中,很多设备都采用圆周运动的原理,如发动机的活塞运动、齿轮传动等。

在天文学中,行星绕着恒星运动就是圆周运动的一种表现。

在生物学中,许多生物的运动方式也是圆周运动,如眼球的转动、飞行中的鸟类等。

在运动游戏中,许多动作也是通过模拟圆周运动实现的,如足球运动中的传球、篮球运动中的运球等。

总结一下,圆周运动是物体在以一个固定点为中心,沿着一个固定半径的路径上运动的一种形式。

高中物理必修二第六章圆周运动基础知识点归纳总结(带答案)

高中物理必修二第六章圆周运动基础知识点归纳总结(带答案)

高中物理必修二第六章圆周运动基础知识点归纳总结单选题1、将火车在铁轨上转弯的过程近似看作水平面内的匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.转弯时内轨一定不受力B.转弯时外轨一定不受力C.转弯时火车速度越小越好D.转弯处应内轨低外轨高答案:D根据匀速圆周运动的规律,做匀速圆周运动的物体的向心力由其合力提供。

对火车进行受力分析,火车受到重力和轨道对火车的支持力,若火车轨道内轨低外轨高,设与水平方向夹角为θ,则满足mgtanθ=m v2 r即当v=√grtanθ时火车内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的侧向压力均恰好为零,火车的重力和轨道对火车的支持力的合力提供向心力。

当火车速率大于v时,所需要的向心力增大,车轮轮缘对外轨施加压力;当火车速率小于v时,所需要的向心力减小,车轮轮缘对内轨施加压力;所以火车的速率过大或者过小都不好;综上所述选项ABC 错误,D正确。

故选D。

2、如图所示是“陀螺旋转醒酒器”,它可以绕底座的支点旋转,当其转动醒酒时,瓶上的A、B两点,下列说法正确的是()A.AB杆上各点角速度大小都相同B.AB杆上各点线速度大小都相同C.AB杆上各点加速度大小都相同D.以上关于AB杆的说法都不正确答案:AA.AB杆上各点,相同时间内转过的角度相同,所以角速度大小相同,故A正确;B.AB杆上各点做圆周运动的半径不同,角速度相同,根据v=ωr可知,各点的线速度大小不同,故B错误;CD.根据a=ω2r可知,各点的加速度大小不同,故CD错误;故选A。

3、如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.小球在水平线ab以上的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力)B.小球通过最高点时的最小速度v min=√g(R+r2C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,外侧管壁对小球一定无作用力D.小球通过最高点时的最小速度v min=√g(R+r)答案:ABD.在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,当小球的速度等于0时,内管对小球产生弹力,大小为mg,故最小速度为0,故BD错误;C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一定无作用力,故C错误;A.小球在水平线ab以上的管道运动,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,当速度非常大时,内侧管壁没有作用力,此时外侧管壁有作用力,当速度比较小时,内侧管壁对小球有作用力,故A正确。

高中物理必修二第六章圆周运动知识点总结归纳完整版(带答案)

高中物理必修二第六章圆周运动知识点总结归纳完整版(带答案)

高中物理必修二第六章圆周运动知识点总结归纳完整版单选题1、如图所示为走时准确的时钟面板示意图,M、N为秒针上的两点。

以下判断正确的是()A.M点的周期比N点的周期大B.N点的周期比M点的周期大C.M点的角速度等于N点的角速度D.M点的角速度大于N点的角速度答案:C由于M、N为秒针上的两点,属于同轴转动的两点,可知M与N两点具有相同的角速度和周期。

故选C。

2、如图所示,一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的圆周做线速度大小为v的匀速圆周运动。

若杂技演员和摩托车的总质量为m,其所受向心力大小为()A.mvR B.mv2RC.mv2R2D.mvR2答案:B根据向心力公式得F 向=mv2R故选B。

3、如图,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。

某段时间内圆盘转速不断增大,但橡皮块仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受摩擦力F f的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是()A.B.C.D.答案:C因为圆盘转速不断增大,所以橡皮块将随圆盘一起进行加速圆周运动,此时摩擦力F f既要提供指向圆心的向心力,又要提供与运动方向相同的切向力,所以合力方向应该在轨道内侧且与速度成锐角,故选C。

4、如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道放在竖直平面内,AB连线为竖直直径,一小球以某一速度冲上轨道,运动到最高点B时对轨道的压力等于重力的2倍。

则小球落地点C到轨道入口A点的距离为()A.2√3R B.3R C.√6R D.2R答案:A在最高点时,根据牛顿第二定律3mg=m v2 R通过B点后做平抛运动2R=12gt2x=vt解得水平位移x=2√3R故选A。

5、质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示,此时牵引秋千的轻绳绷直,小明相对秋千静止,下列说法正确的是()A.此时秋千对小明的作用力可能不沿绳的方向B.此时秋千对小明的作用力小于mgC.此时小明的速度为零,所受合力为零D.小明从最低点摆至最高点过程中先处于失重状态后处于超重状态答案:BABC.在最高点,小明的速度为0,设秋千的摆长为l,摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为θ,秋千对小明的作用力一定沿绳的方向,设为F,则对人,沿摆绳方向受力分析有F−mgcosθ=0得F=mgcosθ<mg沿垂直摆绳方向有F合=mgsinθ=ma显然小明在最高点的合力不为零,加速度为a=gsinθ故B正确,AC错误;D.小明从从最低点摆至最高点过程中,做圆周运动,根据圆周运动的特点可推知小明加速度在竖直方向上的分量方向先向上,后向下,所以小明先处于超重状态后处于失重状态,故D错误。

物理圆周运动知识点总结

物理圆周运动知识点总结

物理圆周运动知识点总结
物理圆周运动知识点总结
在日常的学习中,很多人都经常追着老师们要知识点吧,知识点也可以通俗的理解为重要的内容。

还在为没有系统的`知识点而发愁吗?以下是店铺帮大家整理的物理圆周运动知识点总结,希望对大家有所帮助。

线速度V=s/t=2R/T 2、角速度=/t=2f
3、向心加速度a=V^2/R=^2R=(2/T)^2R
4、向心力F心=Mv^2/R=m^2*R=m(2/T)^2*R
5、周期与频率T=1/f
6、角速度与线速度的关系V=R
7、角速度与转速的关系=2n (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():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:rad/s 向心加速度:m/s2
注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。

(2)做匀速度圆周运动的物体,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,但动量不断改变。

【物理圆周运动知识点总结】。

高中物理圆周运动知识点

高中物理圆周运动知识点

高中物理圆周运动知识点高中物理中,圆周运动是一个重要的知识点。

无论是在生活中还是在科学研究中,我们都可以发现许多与圆周运动相关的现象和应用。

本文将通过几个方面来介绍一些与圆周运动相关的知识点,包括圆周运动的定义、圆周运动的相关量和公式、离心力和向心力等。

首先,我们来介绍一下圆周运动的定义。

圆周运动是物体在圆周路径上做匀速运动的一种运动方式。

在圆周运动中,物体的速度大小保持不变,而运动方向则不断发生改变。

举一个例子,当我们开车沿着一个圆形的赛车场行进时,我们的车辆便在进行圆周运动。

这种运动方式在自然界中也很常见,比如地球绕太阳公转、电子绕原子核运动等。

接下来,我们来看一下圆周运动的相关量和公式。

在圆周运动中,有几个重要的物理量需要我们注意。

首先是角度和弧长。

角度用于表示物体在圆周路径上所走过的一部分,它的单位是弧度。

弧长则表示圆周路径上的一段长度,它的单位可以是米或其他长度单位。

我们可以通过弧长公式s = rθ 来计算圆周路径上的弧长,其中 r 为半径,θ 为对应的角度。

另外,由于在圆周运动中物体的速度大小保持不变,因此可以通过线速度公式v = (2πr)/T 来计算线速度,其中 T 为物体完成一次完整圆周运动所需要的时间。

除了弧长和线速度,圆周运动还涉及到一些力的概念。

其中有两个重要的力分别是离心力和向心力。

离心力是指物体受到的由于圆周运动而产生的离开该圆心的力,它的方向指向离开圆心的方向。

离心力的大小可以通过公式 F = mv²/r 来计算,其中 m 为物体的质量,v 为物体的速度,r 为圆周路径的半径。

与离心力相对的是向心力,它指向圆周路径的中心。

向心力的作用使物体保持在圆周路径上运动。

向心力的大小可以通过公式F = mω²r 来计算,其中ω 为物体的角速度。

在现实生活中,圆周运动有着广泛的应用。

例如,我们在旋转木马上的体验就是一种典型的圆周运动。

此外,圆周运动还在航天器的轨道设计、风力发电机的运转以及血液在人体血管中的流动等方面发挥着重要的作用。

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7.因为“绳”和“杆”施力特点不同,竖直平面内的圆周运动中“绳”模型和“杆” 模型在最高点的最小速度是不同的.
考点一 圆周运动的运动学分析 1.圆周运动各物理量间的关系
自主学习
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2.常见的三类传动方式及特点 (1)皮带传动:如图甲、乙所示,皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大 小相等,即 vA=vB.
3.当 v 一定时,a 与 r 成反比;当 ω 一定时,a 与 r 成正比. 4.向心力是效果力,在分析完物体受到的重力、弹力、摩擦力等性质力后,不能 另外添加一个向心力.
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5.物体做匀速圆周运动还是偏离圆形轨道完全是由实际提供的向心力和所需的向 心力间的大小关系决定的.
6.皮带传动和摩擦传动装置中两轮边缘线速度大小相等,而同轴传动装置中两轮 角速度相等.
向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是
几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力.
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2.运动模型 运动模型
飞机水平转弯
火车转弯
向心力的来源图示
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运动模型 圆锥摆
飞车走壁
向心力的来源图示
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运动模型 汽车在水平路面转弯
水平转台(光滑)
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三、离心现象 1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需 __向__心__力__的情况下,就做逐渐远离圆心的运动. 2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的_惯__性___,总有沿着圆周切线方向飞出去 的趋势.
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3.受力特点 (1)当 F =mω2r 时,物体做匀速圆周运动,如图所示.
(2)摩擦传动和齿轮传动:如图丙、丁所示,两轮边缘接触,接触点无打滑现象时, 两轮边缘线速度大小相等,即 vA=vB.
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(3)同轴传动:如图戊、己所示,绕同一转轴转动的物体,角速度相同,ωA=ωB, 由 v=ωr 知 v 与 r 成正比.
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考点二 圆周运动的动力学问题
师生互动
1.向心力的来源
mg±FN=mvr2
FT=0,即 mg=mvr2,得 v= gr
v=0,即 F 向=0, 此时 FN=mg
物体能否过最高点的临界点 FN 表现为拉力还是支持力的临界点
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【总结提升】 在解答竖直平面内物体的圆周运动问题时,首先要确定是属于轻 “绳”模型,还是轻“杆”模型,然后注意区分两者在最高点的最小速度要求,区分绳 与杆的施力特点,必要时还要根据牛顿运动定律列式求解.
(2)当 F=0 时,物体沿切线方向飞出. (3)当 F<mω2r 时,物体逐渐远离圆心,F 为实际提供的向心力.
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1.线速度侧重于描述物体沿圆弧运动的快慢,角速度侧重于描述物体绕圆心转动 的快慢.
2.当 r 一定时,v 与 ω 成正比;当 ω 一定时,v 与 r 成正比;当 v 一定时,ω 与 r 圆周运动及其描述 1.匀速圆周运动 (1)定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长_相__等___,就是匀速圆 周运动. (2)速度特点:速度的大小_不__变___,方向始终与半径垂直.
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2.描述圆周运动的物理量 意义
(1)描述做圆周运动的物体运动_快__慢___的物理量 线速度(v) (2)是矢量,方向和半径垂直,沿圆周切线方向 角速度(ω) (1)描述物体绕圆心_转__动___快慢的物理量
公式/单位 T=2vπr=2ωπ
单位:s n=T1,单位:r/s an=vr2=__ω__2r___
单位:m/s2
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二、匀速圆周运动的向心力 1.作用效果:向心力产生向心加速度,只改变速度的_方__向___,不改变速度的_大__小___. 2.大小:Fn=man=mvr2=__m__rω__2___=mr4Tπ22=mr4π2n2=mωv. 3.方向:始终沿半径方向指向_圆__心___,时刻在改变,即向心力是一个变力. 4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的_合__力___提供,还可以由一 个力的_分__力___提供.
向心力的来源图示
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【题后反思】 “一、二、三、四”求解圆周运动问题
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考点三 竖直面内的圆周运动 轻“绳”模型
多维探究 轻“杆”模型
情景图示
弹力特征
弹力可能向下,可能向上,也可能 弹力可能向下,也可能等于零
等于零
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轻“绳”模型
轻“杆”模型
受力示意图
力学方程 临界特征 v= gr的意义
mg+FT=mvr2
(2)是矢量(中学阶段不研究方向)
公式/单位 v=ΔΔst=2Tπr=2πrn
单位:m/s ω=ΔΔθt =2Tπ=2πn 单位:___r_a_d_/s______
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意义
周期和转 物体沿圆周运动_一__周___的时间叫周期,单位时间内 速(T/n) 转过的圈数叫转速
向心加速 (1)描述速度_方__向___变化快慢的物理量 度(an) (2)方向指向圆心
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