
首先你要知道变速圆周运动也是圆周运动的一种情形之一,只不过速度是变化的。
当然变速圆周运动也是受到一个向心力的,这个向心力是合力的一个分力提供。同时沿切线方向也有一个分力,所以切线方向也有一个切向加速度,所以变速圆周运动的切向速度的大小也是不断变化的。
而平抛运动我们通过学习知道初速度与重力垂直,水平方向上是匀速直线运动,竖直方向上是匀加速直线运动(自由落体运动)。
虽然在平抛运动中也是可以对所受重力进行分解,但是与总速度垂直的那个分力在不同的时刻所指向的圆心并不是同一个位置,所以说平抛运动只是曲线运动中的一种情形而已。但是变速圆周运动与速度垂直的那个分力是一直指向同一个关心位置的,只不过速度是不断变化的而已。
变速圆周运动也是属于圆周运动的,自然也就有圆心了,它的圆周自然也就是圆了。不管是变速还是匀速圆周运动,只要它做的是圆周运动,必然有力提供了向心力,并且充当向心力的这个力或者其分力自然一直指向圆心。
我们知道匀速圆周运动,它的速度大小是保持不变的,并且所受到的力全部用来提供向心力。变速圆周运动,它的速度大小是变化的,并且它的向心力是所受合力的一个分力提供。
物体在做圆周运动的时候,如果所受的力无法提供运动所需要的向心力,这个时候物体就会逐渐远离圆心,也就是做离心运动。反之,如果物体所有力提供的向心力大于所需要的向心力,这个时候物体就会逐渐靠近圆心,也就是做向心运动。
总而言之,在学习的时候要对物体进行受力分析,根据受力情况和物体初始速度进一步判断它的运动规律。
下面是平抛运动和圆周运动的一些知识点,你可以看看了解一下。
平抛运动
物体以一定的初速度沿水平方向抛出,如果物体仅受重力作用,这样的运动叫做平抛运动。平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。平抛运动的物体,由于所受的合外力为恒力,所以平抛运动是匀变速曲线运动,平抛物体的运动轨迹为一抛物线。平抛运动是曲线运动平抛运动的时间仅与抛出点的竖直高度有关;物体落地的水平位移与时间(竖直高度)及水平初速度有关。其速度变化的方向始终是竖直向下的。平抛运动的物体在任何相等的时间内位移的增量都是相同的。
变速圆周运动是圆周运动的一种,指的是物体移动的角速度随着时间变化的圆周运动。正在做变速圆周运动的物体,其各个位置向心加速度之和不等于零,切向加速度也不为零。
如果一个物体正在做变速圆周运动,则说明有外力正在改变圆周运动的性质,这个力可以是重力、正向力或摩擦力。生活中大部分的圆周(离心)运动,都存在切向的加速度,即为变速圆周运动。
在变速圆周运动的过程中,正向力和重力不在同一条直线上。过山车旋转一周的过程就是变速圆周运动,在底部速度最快,顶端速度最慢。重力是这个过程中阻碍过山车做匀速圆周运动的主要因素。
匀速圆周运动
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)。
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。
描述匀速圆周运动快慢的物理量:
线速度v
①意义:描述质点沿圆弧运动的快慢,线速度越大,质点沿圆弧运动越快。
②定义:线速度的大小等于质点通过的弧长s与所用时间t的比值。
③单位:m/s。
④矢量:方向在圆周各点的切线方向上。
⑤就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
⑥质点做匀速圆周运动时,线速度大小不变,但方向时刻在改变,故其线速度不是
恒矢量。
⑦边缘相连接的物体,线速度相同。
角速度ω
①定义:连接质点和圆心的半径(动半径)转过的角度跟所用时间的比值,叫做匀速圆周运动的角速度。
②单位:rad/s(弧度每秒)。
③矢量(中学阶段不讨论,用右手定则<安培定则>可判断方向,例如:当其在水平面上顺时针转动时角速度方向竖直向下)。
④质点做匀速圆周运动时,角速度ω恒定不变。
⑤同一物体上任意两点,除旋转中心外,角速度相同。
周期T
①定义:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
②单位:s(秒)。
③标量:只有大小。
④意义:定量描述匀速圆周运动的快慢。半径相等时,周期长说明运动得慢,周期短说明运动得快。
⑤质点做匀速圆周运动时,周期恒定不变。
频率f
①定义:周期的倒数(每秒内完成周期性运动的次数)叫频率。
②单位:Hz(赫)。
③标量:只有大小。
④意义:定量描述匀速圆周运动的快慢,频率高说明运动得快,频率低说明运动得慢。
⑤质点做匀速圆周运动时,频率恒定不变。
转速n
①定义:做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。
②单位:在国际单位制中为r/s(转每秒);常用单位为r/min(转每分)。。
(注:英:圈,圈数)
③标量:只有大小。
④意义:实际中定量描述匀速圆周运动的快慢,转速高说明运动得快,转速低说明运动得慢。
⑤质点作匀速圆周运动时,转速恒定不变。
