高中物理 · 圆周运动

圆周运动与向心力 · v、ω、T 一键互推

给半径再给线速度或周期,线速度、角速度、周期、转速、向心加速度、向心力一次算全,并说明向心力由谁提供。

v = ωrω = 2π/Ta = v²/r = ω²rF = ma = mv²/r
圆周参数半径 + v 或 T

半径必填;线速度与周期填一个即可,两个都填会做一致性校验。

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算法会算,AI 会讲为什么
计算结果等待输入
向心力 F
—
线速度
—
角速度
—
周期
—
向心加速度
—
计算过程
  1. 填入数据后点「计算」,这里给出代入过程。
向心力由谁提供
情景向心力来源
绳系小球水平转绳的拉力
汽车转弯(水平路面)静摩擦力
火车转弯(外轨高)重力与支持力的合力
卫星绕地球万有引力
圆锥摆重力与绳拉力的合力

向心力不是「新的一种力」

向心力是效果力,由已有的力(拉力、摩擦力、万有引力等)提供。列方程时写「F拉 = mv²/r」,而不是「F向 + F拉 = ...」。

向心力始终指向圆心,只改变速度方向,不改变速度大小,所以匀速圆周运动的动能不变、向心力不做功。

三个量的换算关系

  • v = ωr,ω = 2π/T,所以 v = 2πr/T
  • n(转速)= 1/T,单位 r/s;乘 60 得 r/min
  • a = v²/r = ω²r = 4π²r/T²
  • 同轴转动角速度相同,皮带传动边缘线速度相同

常见问题

为什么两个都填会提示不一致?

v 与 T 必须满足 v=2πr/T。偏差超过 2% 通常说明半径单位填错(cm 当成 m)。

向心力算出来很大正常吗?

F=mv²/r,半径越小、速度越大,向心力增长很快(与 v² 成正比、与 r 成反比)。

匀速圆周运动是匀速运动吗?

不是。速度方向一直在变,是变速运动;但速率不变,所以动能不变。

不填质量能算向心力吗?

不能,需要 F=ma。工具在未填质量时只给向心加速度,并提示补充质量。

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