一、圆周运动基础概念
线速度(v):描述圆周运动快慢,矢量方向沿切线,公式为 v = Δs/Δt = 2πr/T(Δs 为弧长,T 为周期)。角速度(ω):描述转动快慢,矢量(高中阶段不考虑方向),公式为 ω = Δθ/Δt = 2π/T(Δθ 为圆心角)。转速(n) 与周期关系:n = 1/T(单位:r/s),注意单位换算!
二、向心力与向心加速度
向心力:始终指向圆心,是效果力(不是新的力!),公式为 Fₙ = mv²/r = mω²r = m(4π²/T²)r。向心加速度:反映速度方向变化快慢,公式为 aₙ = v²/r = ω²r。⚠️ 重要提醒:分析向心力来源时,先受力分析,再找合力或某个力的分力充当向心力!
三、万有引力定律
内容:自然界任意两物体间存在相互吸引的力,公式为 F = Gm₁m₂/r²(G 为引力常量,G=6.67×10⁻¹¹N・m²/kg²)。适用条件:质点或均匀球体,r 为质心间距。
四、天体运动核心公式
万有引力提供向心力:GMm/r² = mv²/r = mω²r = m(4π²/T²)r可推导出:线速度 v = √(GM/r),角速度 ω = √(GM/r³),周期 T = 2π√(r³/GM)。黄金代换:在天体表面,忽略自转时 GM = gR²(g 为表面重力加速度,R 为天体半径)。
五、易错点总结
区分 “匀速圆周运动”(合力完全提供向心力)与 “变速圆周运动”(合力分向心力和切向力)。天体问题中,轨道半径 r≠天体半径 R,注意题目描述!

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