题目内容

2.质量为m的某质点在半径为R的轨道上做习速圆周运动,在△t时间内半径转过了45°,则该质点的线速度大小为$\frac{πR}{4△t}$,角速度为$\frac{π}{4△t}$,向心加速度为$\frac{{π}_{\;}^{2}R}{16(△t)_{\;}^{2}}$,受到的向心力为$\frac{m{π}_{\;}^{2}R}{16(△t)_{\;}^{2}}$,周期为8△t.

分析 根据线速度、角速度的定义求出线速度和角速度;由向心角速度公式${a}_{n}^{\;}={ω}_{\;}^{2}r=ωv$求解向心加速度;由${F}_{n}^{\;}=m{a}_{n}^{\;}$求解向心力;由$T=\frac{2π}{ω}$求周期;

解答 解:质点在△t时间内半径转过45°,运动的弧长为$s=\frac{45°}{360°}×2πR=\frac{πR}{4}$
线速度$v=\frac{s}{△t}=\frac{\frac{πR}{4}}{△t}=\frac{πR}{4△t}$
角速度$ω=\frac{△θ}{△t}=\frac{\frac{π}{4}}{△t}=\frac{π}{4△t}$
向心加速度${a}_{n}^{\;}=vω=\frac{πR}{4△t}×\frac{π}{4△t}=\frac{{π}_{\;}^{2}R}{16(△t)_{\;}^{2}}$
受到的向心力${F}_{n}^{\;}=m{a}_{n}^{\;}=\frac{m{π}_{\;}^{2}R}{16(△t)_{\;}^{2}}$
周期:$T=\frac{2π}{ω}=8△t$
故答案为:$\frac{πR}{4△t}$、$\frac{π}{4△t}$、$\frac{{π}_{\;}^{2}R}{16(△t)_{\;}^{2}}$、$\frac{m{π}_{\;}^{2}R}{16(△t)_{\;}^{2}}$、8△t

点评 描述圆周运动的概念比较多,关键要熟练掌握各个概念的物理意义,以及各物理量之间的关系,最后注意角速度的单位是rad/s.

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