圆周运动模型教程(ALevel高数圆周运动你玩的转吗)

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Alevel高数 圆周运动

本篇推文对圆周运动的基本知识点进行了梳理和扩展,同时选了几道比较有代表性的CIE真题进行讲解以加深同学们对圆周运动的理解。

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基本知识点

1. 圆周运动定义

1) Circular motion is the motion of a particle around part or all of a circular path. The circle may be horizontal or vertical.

2) 当物体只受到永远垂直于其速度且指向一个定点的力时做匀速圆周运动,及其速率不变而方向实时改变。

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2. 角速度与线速度

1) Angular speed:

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the velocity of a body rotating about a fixed point, measured as the rate of change of the angle turned per unit of time.

值得注意的是角速度也是矢量,可用右手螺旋法则判定方向(四指与旋转方向相同,大拇指的指向即为角速度方向)

2) Linear velocity

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the rate of change ofdisplacement per unit of time.(虽然coursebook上没有提及,但实际上因为线速度与角速度在方向上互相垂直,所以这一式子中还需再叉乘一个单位向量)。

3. 加速度

1) Centripetal acceleration:

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type of acceleration acts parallel to the radius of circle ,这一部分推导过程在CIE课本中有详细的描述。

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2) Linear acceleration:

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type of acceleration acts perpendicular to the radius of circle

二、例题

1. Horizontal circles

较为简单,这里就不赘述了,感兴趣的同学可以练一练课本上的习题

2. Conical pendulums

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1) 解题思路:B点在竖直方向不受力,水平方向上受力构成向心力。

2) 解题过程:

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3. Vertical circles

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1) 解题思路:

P在最高点受到向心力大小为mg,能量守恒。

2) 解题过程:

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