高一物理圓周運(yùn)動?(1)確定做勻速圓周運(yùn)動的物體作為研究對象。(2)明確運(yùn)動情況。包括搞清運(yùn)動速率v、軌跡半徑r及軌跡圓心O的位置等,只有明確了上述幾點后,才能知道運(yùn)動物體在運(yùn)動過程中所需的向心力大小(mv^2/r)和向心力方向(指向圓心)。那么,高一物理圓周運(yùn)動?一起來了解一下吧。
2)勻速圓周運(yùn)動
1.線速度V=s/t=2πR/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R
4.向心力F向=mv2/R=mω2R=m(2π/T)2R
5.周期與頻率T=1/f
6.角速度與線速度的關(guān)系V=ωR
7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8.主要物理量及單位: 弧長(S):米(m) 角度(Φ):弧度(rad) 頻率(f):赫(Hz)
周期(T):秒(s) 轉(zhuǎn)速(n):r/s 半徑(R):米(m) 線速度(V):m/s
角速度(ω):rad/s 向心加速度:m/s2
注:(1)向心力可以由具體某個力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直。
(2)做勻速度圓周運(yùn)動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,但動量不斷改變。
第一個問題
:
首先要明確
:小球在最低點的速度越大
,越能保證小球完成圓周運(yùn)動
其次要明確
:小球能完成圓周運(yùn)動的前提下
,小球在最低點的速度越小
,到最高點速度也越小
再次要明確
:要保證小球能完成圓周運(yùn)動
,
到最高點的最小速度是有限的
——
就是臨界速度
所以
:小球到最高點的速度為臨界速度時
,其在最低點的速度就是
小球在最低點時能完成圓周運(yùn)動的最小速度
。
由于小球運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒
,所以
,小球在最低點的機(jī)械能與在最高點的機(jī)械能相等
,
當(dāng)最高點的速度用臨界速度時
,得到的最低點的速度就是所求的最小速度
,僅此而已
。
第二個問題
:
向心力公式
Fn
=
mV2/r
其實就是牛頓第二定律
F
=
ma
,
只不過此時的力Fn
方向始終指向圓心
,而加速度方向也始終指向圓心
,大小
a
=
V2/r
而已
。
所以
,對于小球運(yùn)動到圓周的任一位置
,公式
Fn
=
mV2/r
都是成立的
,
但要注意
:對于不同位置
,向心力
Fn
的大小不同
,小球的速度也不相等
,
用能量轉(zhuǎn)換
,只是為了能表示出小球在其它位置的速度而已
。
不知能否幫到你
,如還有疑問
,可追問
。
假設(shè)最高點的速度為v0
重力可提供的向心力為mg
在角度x的地方的速度為
v^2=v0^2+2gR(1-cosx)
重力可提供的向心力為mgcosx
從頂部到紅線位置(x<90度)
你可以發(fā)現(xiàn)速度增加了,即所需向心力增加了,但是重力可提供的向心力變小了,因為cosx<1
所以必然需要軌道提供額外的向心力,所以小球必然和軌道有接觸。
當(dāng)x>90度時,重力可提供的向心力是負(fù)的,所以軌道需要提供更多的向心力了,所以也不會脫離軌道
綜上,頂點的
向心力=重力是臨界狀態(tài)
如果速度比這個臨界速度小
重力除了部分提供向心力外,有一部分會使小球產(chǎn)生向下的加速度,使得小球脫離軌道
速度比臨界速度大的話,軌道需要提供額外的向心力,小球維持圓周運(yùn)動
不明白可追問
高一物理教案:勻速圓周運(yùn)動
一、教學(xué)任務(wù)分析
勻速圓周運(yùn)動是繼直線運(yùn)動后學(xué)習(xí)的第一個曲線運(yùn)動,是對如何描述和研究比直線運(yùn)動復(fù)雜的運(yùn)動的拓展,是力與運(yùn)動關(guān)系知識的進(jìn)一步延伸,也是以后學(xué)習(xí)其他更復(fù)雜曲線運(yùn)動(平拋運(yùn)動、單擺的簡諧振動等)的基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動需要以勻速直線運(yùn)動、牛頓運(yùn)動定律等知識為基礎(chǔ)。
從觀察生活與實驗中的現(xiàn)象入手,使學(xué)生知道物體做曲線運(yùn)動的條件,歸納認(rèn)識到勻速圓周運(yùn)動是最基本、最簡單的圓周運(yùn)動,體會建立理想模型的科學(xué)研究方法。
通過設(shè)置情境,使學(xué)生感受圓周運(yùn)動快慢不同的情況,認(rèn)識到需要引入描述圓周運(yùn)動快慢的物理量,再通過與勻速直線運(yùn)動的類比和多媒體動畫的輔助,學(xué)習(xí)線速度與角速度的概念。
通過小組討論、實驗探究、相互交流等方式 ,創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的知識,對幾個實際問題進(jìn)行討論分析, 調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的情感,學(xué)會合作與交流,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科學(xué)品質(zhì)。
通過生活實例,認(rèn)識圓周運(yùn)動在生活中是普遍存在的,學(xué)習(xí)和研究圓周運(yùn)動是非常必要和十分重要的,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)知道物體做曲線運(yùn)動的條件。
(2)知道圓周運(yùn)動;理解勻速圓周運(yùn)動。
(3)理解線速度和角速度。
線速度,周期 ,角速度均為衡量轉(zhuǎn)動速率的物理量
周期和角速度存在反比例關(guān)系,通俗講就是 周期越大,角速度越小。角速度=2π/T。
而 線速度是與半徑有關(guān)的 在角速度一定即周期一定時,半徑越大 線速度越大。
V=ωRV=2πr/T靈活掌握。
以上就是高一物理圓周運(yùn)動的全部內(nèi)容,說明:線速度是物體做圓周運(yùn)動的即時速度 2.角速度:做勻速圓周運(yùn)動的物體,連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過的圓心角與所用的時間的比值。(l)物理意義:描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢.(2)大小:ω=φ/t(rad/s)3.周期T。