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Circular Motion(圆周运动)

考纲要求

  • 理解向心加速度 a=v2r=rω2a = \frac{v^2}{r} = r\omega^2
  • 水平圆周运动(圆锥摆、倾斜轨道)
  • 竖直圆周运动
  • 确定完成竖直圆周所需的最小速度

核心公式

公式说明
a=v2ra = \frac{v^2}{r}向心加速度(线速度形式)
a=rω2a = r\omega^2向心加速度(角速度形式)
F=mv2rF = m\frac{v^2}{r}向心力
v=rωv = r\omega线速度与角速度关系
T=2πωT = \frac{2\pi}{\omega}周期
vmin=grv_{\min} = \sqrt{gr}竖直圆周最高点最小速度

常见问题类型

  1. 水平圆周运动(张力/反力计算)
  2. 竖直圆周运动(各点速度、张力)
  3. 圆锥摆周期
  4. 倾斜轨道(banked track)

解题步骤

  1. 确定圆周半径 rr
  2. 确定向心力来源
  3. 列 Newton 第二定律:F=mv2rF = m\frac{v^2}{r}
  4. 如有需要,结合能量守恒