变速圆周运动是怎么做到的?
匀变速运动指的是加速度始终不变的运动,加速度是矢量,包括大小与方向。匀速圆周运动中加速度大小始终不变,为0,而加速度方向始终在改变,即时刻指向圆心,与当前瞬时速度方向垂直。因此匀速圆周运动中加速度是时刻在改变的,不能称为匀变速运动,当然也就不是匀变速曲线运动了。
变速圆周运动指的是在做圆周运动同时,线速度发生改变的运动,即在线速度方向上存在一个不为0的加速度。 一个质点做变速圆周运动时,我们看起来就是这个点在忽快忽慢地绕圈,而不是匀速圆周运动那样速度大小不变地绕圈。
你可以想想,当匀速圆周运动时,向心力是指向圆心的,此时受到的力和速度垂直所以匀速。但是当变速时,比如加速时,一定有一个外力的分立和速度方向同向,才会加速,所以变速圆周运动的向心力不是指向圆心的,是稍微偏离半径方向的。
做圆周运动的物体,只要法向加速度是变化的或切向加速度不为零,则一定是变速圆周运动。根据牛顿第二定律F=ma=mv²/r可知,只要做圆周运动的物体受到的向心力大小不是恒定的,则线速度大小一定是变化的,从而角速度的大小也一定是变化的。
实际问题中,多数是变速圆周运动。例如摆球的摆动、汽车过拱桥时,向心力的大小是瞬时变化的,所以都是变速圆周运动。
竖直平面内的变速圆周运动
绳球模型
圆周运动,蓝色的是向心加速度
没有其他物体支持的物体在竖直平面内做圆周运动时(例如一个物体绑在绳子上做圆周运动),其能够完成一个圆周运动的临界条件为在物体通过圆周最顶端的时候,其受到的重力刚好充当了圆周运动的向心力,即,由此得到物体通过最高点的最小的速度为:
其中:
为重力加速度,
为圆周运动的半径。
假设物体通过圆周最顶端的速度为,当时,物体能够完成圆周运动。当时,物体在达到顶端之前就开始做斜抛运动。
杆球模型
有其他物体支持的物体在竖直平面内做圆周运动时(例如一个物体绑在轻杆上做圆周运动),由于有其他物体(轻杆)支撑,物体在顶端的最小速度为零,即。此时物体收到的力分别为重力和(轻杆的)支持力。
变速圆周运动(英语:Non-uniform circular motion)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。
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.
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。
如何计算圆周运动的线速度?
它和角速度的关系是v=ω*r、v=ωr=2πrf=2πnr=2πr\/T当运动质点做圆周运动的同时也做另一种平动时,例如汽车车轮上的某一定点,此时该质点的线速度为做圆周运动的线速度(w*r)与平动运动的速度(v')的矢量之和:v=w*r+v'、v=Δl\/Δt。转速的公式:当单位为r\/S时,数值上与频率相等...
质点做圆周运动时有几个速度?
质点做圆周运动时有两个速度:一个是线速度,就是我们平时所说的那个速度,等于路程除以时间,这里的路程就是质点转过的弧线的长度,其中也包含了周长除以周期;第二个是角速度,就是每秒钟转过的角度,等于转过的角度除以时间,包含了360度除以周期。
做圆周运动的物体一直在加速,越来越快吗
做圆周运动的物体不一定一直在加速,越来越快。1、做匀速圆周运动的物体,速度大小不变,向心加速度只改变速度的方向。2、当合外力的方向和速度方向夹角小于90°,物体做变速圆周运动,速度越来越快。3、当合外力的方向和速度方向夹角大于90°,物体做变速圆周运动,速度越来越慢。
为什么圆周运动,相对运动趋势是远离圆心的趋势?实质的角度
如图,物体沿“逆时针方向”做圆周运动。经过一较短时间,物体从A运动到C。如果外力变为零,物体将做“离心运动”,从A运动到B。也就是说物体具有“从B到C”的运动趋势。(远离圆心)
匀速圆周运动转速怎么求?
由于n(转速)=1\/T,且周期的公式为T=2πr\/v,所以n=1\/T=v\/2πr=ω\/2π。转速 n的定义为做匀速圆周运动的质点每秒转过的圈数。其单位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)。1 r\/s=60 r\/min。它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...
物体做圆周运动的条件是什么呢?(不受重力,空气阻力)
物体做圆周运动时需要向心力。物体所受合外力的向心方向分力必须等于所需向心力。这就是物体做圆周运动的条件!物体所受合外力的切线方向分力等于零时物体作匀速圆周运动。物体所受合外力的切线方向分力的方向与速度方向相同时加速圆周运动。物体所受合外力的切线方向分力的方向与速度方向相反时减速圆周...
做圆周运动的物体速度快慢由什么决定
试想一下。一个球绕着一个中心做圆周运动。是什么力使他运动?答案很简单,是拉力。我们不妨将拉力分解一下。首先是加速运动,将拉力分解为两个力,一个是指向圆心,一个是球的运动方向(楼主画一下图,这里不会发图)。根据定义,指向圆心的是向心力。而另一个分力就是加速的原因。力与物体运动...
...匀速圆周运动是变加速曲线运动?这里的变加速怎么理解?
匀速圆周运动的匀速是指速度大小不变,但速度的方向是时刻改变的,所以有加速度,而加速度也是大小不变方向时刻改变的,即加速度也是改变的,因此匀速圆周运动是变加速曲线运动。变加速就是加速度也改变的。匀加速就是加速度不变的。
圆周运动的加速度公式如何推导?
假设一个物体在半径为 r 的圆周上做匀速圆周运动,其线速度为 v(线速度即物体在圆周上单位时间内走过的弧长)。圆周运动的加速度 a 是一个向心加速度,它的方向指向圆心。推导步骤如下:1. 首先,回顾圆周运动的速度公式:v = (2πr) \/ T 其中,T 是物体绕圆周运动一周所花费的时间,也称...
单摆在做运动的时候是圆周运动,那么是变速圆周运动还是匀速圆周运动...
变速圆周运动,因为在最低点的速度最大,最高点的速度为零,速度发生了变化,所以是变速圆周运动。望采纳!
谯剑太之:[答案] F法=a法m V=Vo+a法t F向=a向m=(Vo+a法t)平方*m/R F合=F法+F向(注意是矢量相加)
永城市13848483022: 什么是变速圆周运动 - ?
谯剑太之: 变速圆周运动比比皆是,比如你转一个转盘通俗的说就是,我们可以把物体的运动状态分为两个部分来看,速度的大小,速度的方向. 你所说的变速圆周运动,变速就是指速度的大小是变化的, 圆周就是说速度的方向在变化,运动轨迹是一个圆周. 在现实生活中,转盘上的一个点就在做圆周运动,如果你突然用力转或者突然刹车
永城市13848483022: 详细讲解变速圆周运动? - ?
谯剑太之: 一、变速圆周运动的性质 变速圆周运动的物体,不仅线速度大小、方向时刻在改变,而且加速度的大小、方向也时刻在改变,也是变加速曲线运动 二、变速圆周运动的特点 由于变速圆周运动的合力一般不指向圆心,所以变速圆周运动所受的合外力产生两个效果. 1.半径方向的分力:产生向心加速度而改变速度方向. 2.切线方向的分力:产生切线方向加速度而改变速度大小
永城市13848483022: 谁给我举一个变速圆周运动的实际,分析一下情景 - ?
谯剑太之: 开动汽车时,车轮上的瓢虫;开电扇时,扇叶上的某点.变速圆周运动的轨迹是正圆,是因为运动的物体在受到限制的条件下来做圆周运动的.例:用一端固定的绳子,另一端系着小球在竖直平面内做圆周运动.分析:该例中由于小球的速度足够大,使绳子始终处于拉直状态,小球在受到绳子的限制的情况下只能沿着正圆运动.
永城市13848483022: 圆周运动是怎么形成的 - ?
谯剑太之: 首先物体具有一定的速度,其次是受到的合力与速度方向垂直.且合力大小等于它做圆周运动所需的向心力! 当满足以上三个条件时,物体便开始做圆周运动.
永城市13848483022: 球在竖直平面做圆周运动,是变速圆周运动,所谓变速是指改变速度的方向,还是大小?为什么改变?速度的方向与向心力的夹角是怎样的?如果弹簧拉小球... - ?
谯剑太之:[答案] 变速,是指速度(矢量)的大小和方向中至少有一个因素发生变化. (速度的大小变化,速度的方向变化,或大小和方向同时变化) 速度方向是沿圆的切线,而“向心力”是指沿半径方向的法向合力,所以速度方向与向心力夹角是90度. 如果只用...
永城市13848483022: 竖直平面圆周运动为什么是变速圆周运动?重力做功吗? - ?
谯剑太之: 这样想:如果竖直平面包括是指正常环境中的竖直平面,那么物体运动时,在不同位置所受的向心力是不同的(角度的关系),其向心力不同,圆周运动的速度自然也就不同.
永城市13848483022: 关于变速圆周运动变速圆周运动是怎样的,为何它的向心力不是由合力提供,那它由什么提供. - ?
谯剑太之:[答案] 你想,既然它是变速圆周运动,在指向圆心方向由向心加速度的同时,沿着圆的切线方向是不是也应该有加速度?有加速度就有那个方向上的力吧?所以说合外力可以分解到法向和切向,法向的提供向心力,切向的是线加速度. 这么说你明白么?如...
永城市13848483022: 什么是匀变速圆周运动? - ?
谯剑太之: 没有匀变速圆周动,只有匀速圆周运动或匀变速曲线运动.理论上运变速圆周运动是不存在的.要保证匀变速运动即是使加速度大小和方向不变.在这种情况下不可能做圆周运动.