a(n)=v^2/r怎么推理啊?请大家帮帮忙!谢谢!Thank you!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/05 00:32:19

匀速圆周运动的速度大小不变,速度的方向时刻在变,由于速度方向的变化,质点一定具有加速度,该加速度反映速度方向变化的快慢,该加速度的方向沿着半径指向圆心。

设质点沿半径是r的圆周做匀速圆周运动,在某时刻它处于A点,速度是vA,经过很短时间Δt后,运动到B点,速度为vB。根据矢量合成的三角形法则可知,矢量vA与Δv之和等于vB,所以Δv是质点

在A点时的加速度。如图4-20。

时Δv便垂直于vA。而vA是圆的切线,故Δv是指向圆心的。即A点加速度指向圆心,所以匀速圆周运动的加速度又叫向心加速度。

向心加速度的大小

从图4-20中看出,图乙中的矢量三角形跟图甲中的△OAB是相似形。

如果用v表示vA、vB大小,则

或 a=ω2r

匀速圆周运动的向心加速度的大小不变,方向始终指向圆心,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。上述加速度是匀速圆周运动情况下推导的,仍然适应于一般圆周运动,但式中的v、ω必须用瞬时值。

力学角度求向心加速度

使物体产生向心加速度的力叫向心力。

①向心力的来源:向心力不是接力的性质命名的力,它是一种效果力。当分析做圆周运动的物体受力时,只能分析接力的性质命名的力,决不能在分析场力、弹力、摩擦力的同时,再考虑向心力。向心力是物体所受各个力的合力。

②向心力的作用效果:向心力产生向心加速度,即只能改变速度的方向,维持物体做匀速圆周运动。

③向心力大小

用弹簧秤系住有木块的细绳,转动绳子使木块在光滑的水平桌面做圆周运动,见图4-21。木块做圆周运动时,有一定的拉力,这个拉力的大小等于小球做圆周运动的向心力。先保持小球的质量m和小球转动的半径γ不变,增大小球转动的角速度ω,拉力增大了;保持m、ω不变,增大r,拉力也增大了;保持ω、r不变,增大m,拉力同样增大了;这表明,做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小跟物体的质量m、圆周半径r和运动的角速度ω都有关系。

可以证明,匀速圆周运动所需的向心力大小为