圆周运动周期和频率对照表,圆周运动怎么算时间

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-06 01:54:06

地球上的点绕着地轴旋转,拥有共同的角速度。共轴转动模型的意义是角速度必须相同。太原在北回归线附近,A点就是太原,B点就是赤道。A点和B点由于都在绕轴旋转,拥有相同的角速度w,把它记为wA=wB(共享单车),因为角速度w=2π/T,所以T也是相同的。有TA=TB,A转一圈的周期跟B转一圈的周期相同,一天都是24小时。猜想:居住在太原的人和居住在赤道的人,谁转动的线速度更快一些?A点的线速度vA等于角速度乘以旋转半径r,B点的线速度vB等于角速度乘以旋转半径R。左边除以左边,右边除以右边,由于是共轴传动,它们的角速度w相同可以约掉,得到结论:如果两个点是共轴转动的,线速度之比等于它们的旋转半径之比。

太原绕地轴转动时,旋转圆半径为r;赤道绕轴转动时,旋转圆半径为R。赤道所在圆周半径R较大,太原所在圆周半径r较小。所以太原的线速度就比赤道的线速度小一些。那太原的线速度究竟是多少呢?已知太原的纬度是北纬30°,赤道上B点的线速度是v。现在给大家画地球仪的正视图,A点绕着地轴做圆周运动时的旋转半径是r,B点做圆周运动绕着地轴旋转的半径是这个R。

地球是一个球体,把球心O和A点、B点连在一起都是半径R。A点和B点的线速度之比就是半径r和R之比,即vA / vB=r/R。A点:北纬的30°,指的是这个点A和圆心O以及赤道上的点B所形成的夹角∠AOB是30°,内错角相等,这个角也是30°。我们发现r/R,刚好是这个角30°的邻边比斜边。得到结论:已知一个点,不管是北纬南纬,用它纬度的余弦乘以v就可以得到该点的线速度。所以太原所在A点的速度vA等于赤道上的这个点的速度v乘以cos30°。地球转动的过程,有点是只有角速度没有线速度?没错!就是北极点和南极点。怎么理解?可以认为它们没有半径,所以只有角速度w,因此没有线速度;也可以说高纬度的南北两极,纬度为90°,它们的余弦值为0,所以只有角速度没有线速度。(地球仪南北“接线柱”;暴风雨的中心——“风眼”是平静的;在海南文昌发射火箭:引力小/线速度大)

圆周运动周期和频率对照表,圆周运动怎么算时间(5)

第二个, “皮带传动模型”。最典型的就是自行车变速器,自行车主要有两个齿轮:与脚蹬子相连的大齿轮,还有后轮的飞轮。通过脚蹬子带动大齿轮,大齿轮通过链条带动飞轮,飞轮最后带动后轮,提供动力来源。

从图中可以看出,飞轮与后轮共享一个轮轴,所以是“同轴转动”模型。大齿轮与飞轮之间通过一根链条或者皮带传动,所以这个模型称为“皮带传动模型”。设大齿轮的半径为R,飞轮的半径为r,由于都在同一个皮带上,如果旋转速度不一样,会导致:皮带前慢后快,被拉断/前快后慢,产生褶皱使绳子不再被绷紧,掉链子。“皮带传动模型”的特点:只要它在同一个皮带上,具有相同的线速度(摩擦力作用下,无滑滚动:△V=0)

不仅是自行车如此,磁带/修正带亦然。(透过改正带透明的肌肤,这叫做实验不叫作弊。)磁带很软,旋转的过程中,如果左边的小圆和右边的大圆旋转速度不一样,磁带就会被拉断。线速度相同,意味着谁可能不一样?角速度。设大圆旋转的角速度为WA,小圆旋转的角速度为WB,线速度VA=WA*R,线速度VB=WB*r,由于它们在同一个传送带上,所以线速度相同,可以发现:它们的角速度之比等于半径的反比,意味着半径越大的圆角速度越小,半径越小的圆它的角速度越大。大圆旋转1圈,小圆已经转上3圈了。(飞轮小,大齿轮、后轮大。但是后轮不能太大,否则就上不去了!)

第三个,“齿轮传动模型”。齿轮传动是皮带传动的特例。自行车:大圆顺时针转动,小圆顺时针转动(六六大顺)——大小圆都朝同一方向的旋转。在生活中还会出现皮带在转动的过程中交叉的情况。这种情况,把A点和B点给点出来,我们知道它是皮带传送模型,有A,B两点的线速度相同,只不过画出它的转动方向,就发现它们有点不一样了。如果大圆顺时针旋转,转动到这儿还是顺时针,但是转到这儿小圆就变成逆时针旋转了。(顺我者昌逆我者亡)这个地方有大齿轮,这个地方有小齿轮。虽然没有用皮带连接在一起,但是它们一个一个的锯齿就是皮带。大齿轮如果转过3个齿,小齿轮也转过3个齿,像牙齿打架一样巴拉巴拉的,是巴啦啦小魔仙。

第二个,齿轮模型还有一个很重要的特点:就是如果大齿轮是顺时针旋转的,小齿轮一定是逆时针旋转的,因为它们是彼此交错的,犬牙呲互,就相当于皮带在这个地方打了一个交叉。它也满足一个顺一个逆的模型。如果我们再加一个圆圈交错一次相当于再加一个齿轮,方向就又换一次。(负负得正。)

应用:变速箱。车轮的线速度与发动机齿轮的线速度相同且在增大,根据v=wr ,若r一定,发动机齿轮的角速度即转速一定增大,超过极限值就会发生“爆缸”现象,因此要踩离合器,使车轮与发动机齿轮分离,然后换挡,更换一个更大半径的齿轮,线速度一定的前提下,减小齿轮的转速,使发动机整成运转。

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机械手表的分针和秒针从重合开始到第二次重合,中间经历多长时间?本质上是追及问题。操场上有两个人在赛跑,从他们一块儿起跑到他们再次重合需要多少时间?再重合就相当于跑得快的人比跑得慢的人多跑一圈。那解这道题的出发点就在于“多跑一圈”,多跑一圈就是多转一圈,多走360°.

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