角速度方向为什么这样规定
提起曲线运动,就不可避免的会提起角速度。角速度的方向、大小以及计算公式一直以来都是高中物理的高频考点,如果错过这些,必然会失去很多关键分数。
角速度方向为什么这样规定
角速度的方向垂直于物体运动的圆面,始终垂直于速度方向,方向遵守右手螺旋法则,所以角速度方向一般是不变的。
这样的设定是为了统一后面的力学计算,根据叉乘的右手法则来规定角速度的方向,而定义这个方向和定义电流的正方向实际上对于理解角速度并没有多大帮助,只不过为了刚好的统一数学和物理,便于计算。
当涉及到理论力学的时候,这个速度的方向决定了加速度的方向。
角速度与线速度的关系
在匀速圆周运动中,线速度的大小虽不改变,但它的方向时刻在改变。它和角速度的关系是v=ωR。线速度的单位是米/秒。
v(线速度)=ω(角速度)r。
v(线速度)=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrf(S代表弧长,t代表时间,r代表半径,f代表频率)。
ω(角速度)=Δθ/Δt=2π/T=2πn(θ表示角度或者弧度)。
线速度也有平均值和瞬时值之分。如果所取的时间间隔很小很小,这样得到的就是瞬时线速度。
注意,当△t足够小时,圆弧AB几乎成了直线,AB弧的长度与AB线段的长度几乎没有差别,此时,△l也就是物体由A到B的位移。因此,这里的v其实就是直线运动中的瞬时速度,不过用来描述圆周运动而已。
有关角速度的易错点:
1、在半径不确定的情况下,不能由角速度大小判断线速度大小,也不能由线速度大小判断角速度大小。
2、地球上的各点均绕地轴做匀速圆周运动,其周期及角速度均相等,而各点做匀速圆周运动的半径不同,故各点线速度大小不相等,由赤道向两极逐渐减小为零(极点)。
3、同一轮子上各质点的角速度关系(同轴转的问题):由于同一轮子上的各质点与转轴的连线在相同的时间内转过的角度相同,因此各质点角速度相同,且各质点具有相同的0、T和n。
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