Page 119 - 这样学高中物理更有益——力学部分
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第四章 曲线运动
4—4 圆周运动及向心力
科学探究与思考
表针、自行车
车轮、行星绕、摩天
轮上的人都在做圆周运
动，这些运动有什么共
同之处呢？怎样描述
不同的运动呢？
质点在以某点为圆心的圆周上运动，即质点运动时其轨迹是圆周，它是一
种最常见的曲线运动。任何物体在作圆周运动时需要一个向心力，因为它在不
断改变速度，即使对象的速率大小不变，但方向一直在改变。只有合适大小的
向心力才能维持物体在圆轨道上运动。描述：v（线 速度），ω（角 速 度），T
（周期），f（频率），Fn（向心力），a n （向心加速度）。
l 2 rπ
线速度： v = = = ω r = 2 rf
π
各物 t T
角速度： ω θ = 2π = v = 2 f
π =
理量间的的关 t T r
系如何？ 加速度：a = v 2 vω = ω = r = 4π 2 r
2
r T 2
做圆周运动的物体，速度方向时刻要
改变，为了改变物体速度的方向，需要一定
大小的力，设想物体没有受力，那么在惯性
物体做圆 作用下不是会沿着切线方向飞出去吗？而物
周运动需要向心 体做圆周运动时，向心力的大小恰好就等于
力，为何不把物 所需要的力，因而它没有“余力”把物体拉
体拉向圆心？ 向圆心。实际上，给予的拉力大于所需的向
心力，就确实会把物体拉向圆心，而如果所
给予的力小于所需的向心力，就会在水平切
线方向有一个分速度，从而令运动的物体做
偏离圆周轨道的曲线运动。
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