A-Level物理A2重難點早知道——圓周運動

上一次我們學習了動量的兩大考點，分別是動量守恒和沖量。

今天我們繼續學習力學部分的圓周運動。聯系到上一章的動量守恒，我們會發現，其實勻速圓周運動最大的特點是速度的大小不變，速度的方向時刻發生改變，所以圓周運動的動量（momentum， p=mv）是時刻發生改變的。

因此動量守恒考察的范圍是直線運動（linear motion）而不是曲線運動。

圓周運動（circular motion）在生活中的例子不勝枚舉，如宇宙飛船繞著地球的運動，火車拐彎的運動，運動員扔鉛球時鉛球被甩出去之前的運動等。

這些運動都有共同的特征，質點在以某點為圓心半徑為r的圓周上運動，即質點運動時其軌跡是圓周的運動。而最常考也最簡單的是勻速圓周運動（uniform circular motion）。

我們需要明確幾個物理量來定量研究勻速圓周運動。

角速度（angular velocity）

一個以弧度為單位的圓（一個圓周為2π,即：360度=2π),在單位時間內所走的弧度即為角速度。公式為：ω=Ч/t(Ч為所走過弧度，t為時間）ω的單位為：弧度每秒。

線速度（linear velocity）

物體上任一點對定軸作圓周運動時的速度稱為“線速度”(linear velocity)。它的一般定義是質點（或物體上各點）作曲線運動（包括圓周運動）時所具有的即時速度。它的方向沿運動軌道的切線方向，故又稱切向速度。

周期（period）

勻速圓周運動是一種周期性運動，周期性指運動物體經過一定時間后又重復回到原來的位置，瞬時速度重復回到原來的大小和方向。做勻速圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期。

向心力（centripetal force）

向心力是當物體沿著圓周或者曲線軌道運動時，指向圓心（曲率中心）的合外力作用力。“向心力”一詞是從這種合外力作用所產生的效果而命名的。這種效果可以由彈力、重力、摩擦力等任何一力而產生，也可以由幾個力的合力或其分力提供。
向心力計算公式

說了這么多，圓周運動這一塊知識點你真的掌握了嗎？不妨來兩道真題小試牛刀吧？

IAL 2014.06的第2題選擇題和第16題的大題。

本文作者陳璐瑩A＋學院優秀物理教師