匀速圆周运动的公式是用来描述匀速圆周运动各种量的关系的数学工具,主要包括线速度、角速度、向心力、向心加速度和周期等。具体公式如下:
1. 线速度:v=s/t,表示单位时间内物体运动的距离。
2. 角速度:ω=φ/t,表示单位时间内物体转过的角度。
3. 向心力:F=mv²/r或F=mω²r,表示物体做圆周运动时指向圆心的力。
4. 向心加速度:a=v²/r或a=ω²r,表示物体做圆周运动时,在半径方向上的加速度。
5. 周期:T,表示物体完成一次圆周运动的时间。
需要注意的是,匀速圆周运动的速度方向不断改变,加速度方向指向圆心,因此匀速圆周运动是变速运动。
匀速圆周运动公式例题或考题
【例题】
一质量为$m$的小球,从离地面高为$H$处以初速度$v_{0}$水平抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球在空中的运动时间与水平分位移大小无关
B.小球落地时的动能为$mgH$
C.小球落地时的速度大小为$\sqrt{v_{0}^{2} + 2gH}$
D.小球落地时的速度方向与水平地面夹角为45°
【分析】
根据平抛运动竖直方向上的自由落体运动规律求出运动的时间,再根据水平方向上的匀速直线运动规律求出水平位移;根据机械能守恒定律求出小球落地时的动能;根据平行四边形定则求出小球落地时的速度大小和方向。
【解答】
A.小球在空中的运动时间$t = \frac{H}{g}$,与水平分位移大小无关,故A正确;
B.小球落地时的动能为$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} = \frac{1}{2}m{v_{0}}^{2} + mgH$,故B错误;
C.小球落地时的速度大小为$v = \sqrt{v_{0}^{2} + 2gH}$,故C正确;
D.小球落地时的速度方向与水平地面夹角为$\theta = arcctan\frac{v_{0}}{g}$,故D错误。
故选AC。