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向心加速度公式的几种推论

更新时间:2023-10-31 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

向心加速度公式的几种推论Q7N物理好资源网(原物理ok网)

一、运用速率增量法推论Q7N物理好资源网(原物理ok网)

如图,表示速率(率)v作匀速圆周运动的物体,在时间Δt内由A点运动到B点。在这运动过程中,因为Δt特别小,可以看成是过A点切线方向速率为v的匀速直线运动和在AO方向初速率为零的匀加速直线运动的合运动。Q7N物理好资源网(原物理ok网)

物体过A点沿切线方向的速率为v,在AO方向上的初速率Q7N物理好资源网(原物理ok网)

v=0,当经过很短时间Δt内,物体由A点运动到B点,线速率Q7N物理好资源网(原物理ok网)

大小仍是v,但方向改变了向心加速度公式,因为方向的改变,使物体在AO方向获得了分速率vt=vsin?。这时物体在AO方向速率的增量应是:ΔV=Vt-v0=vsin?。在这段时间内,物体沿切线方向匀速运动走过的距离可看成是由E到B,即EB=V·ΔtQ7N物理好资源网(原物理ok网)

由此得到:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

又按照加速度的定义式可得:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

二、运用位移合成法推论Q7N物理好资源网(原物理ok网)

1、如图(1)表示以速度v作匀速圆周运动的物体经Q7N物理好资源网(原物理ok网)

过很短时间Δt,由A点运动到B点,Q7N物理好资源网(原物理ok网)

于是有错误!未指定书签。AB=VΔtQ7N物理好资源网(原物理ok网)

当Δt小到某种程度,即AB弦与AB弧几乎重合,则有:AB弦Q7N物理好资源网(原物理ok网)

加速度公试_向心加速度公式_加速度公公式Q7N物理好资源网(原物理ok网)

=AB弧=vΔtQ7N物理好资源网(原物理ok网)

假如物体坐落A点时,力的作用消失,则物体将沿切线方向作匀速运动,在Δt时间内经过位移vΔt。但实际上物体在Δt时间内沿圆周运动到了B点,这是因为物体还遭到向心力的作用,加速离开了切线,其位移为AF,它和过A点切线方向的位移vΔt合成上去,使物体由A联通到B。因为时间Δt很短,向心力可近似看成在过A点的直径方向,从图中可以看出:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

因为:ΔABC∽ΔABFQ7N物理好资源网(原物理ok网)

AF所以AB?ABACQ7N物理好资源网(原物理ok网)

于是AF?将式代入此式并注意AC=2RQ7N物理好资源网(原物理ok网)

2VAF??t所以2R上式中v、R都是常量,此时表明位移AF与时间Δt的平方成反比,符合匀加速直线运动的规律。与初速率为零的匀加速直线运动的位移公式Q7N物理好资源网(原物理ok网)

2S?1at2相比较,可得出匀速圆周运动的向心加速度公式Q7N物理好资源网(原物理ok网)

v2a?R为:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

2、图(2)表示物体以速度v作匀速圆周运动的情形,在很短时间Δt内由A点运动到B点,与上题思索方式不同的是,如今把该运动过程看成是同时参与两个分运动的合运动。一个是沿切线方向上的匀速直线运动,其速率就是v,在时间Δt内物体由A点运动到C点,则Q7N物理好资源网(原物理ok网)

?t①AC?v·另一个是在向心力作用下沿半径BD方向做初速率为零,加速度为a的匀加速运动向心加速度公式,在相同的时间ΔtQ7N物理好资源网(原物理ok网)

内,物体由C运动到B,Q7N物理好资源网(原物理ok网)

21CB?a?t2则Q7N物理好资源网(原物理ok网)

由几何学中圆外同一点所做切割线与切线的关系得:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

向心加速度公式_加速度公试_加速度公公式Q7N物理好资源网(原物理ok网)

2v2?t2?2R1a?t2将两式代入式得:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

通分后得:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

a?v2R这就是向心加速度。Q7N物理好资源网(原物理ok网)

三、运用速率位移公式法推论Q7N物理好资源网(原物理ok网)

如图表示以速度v做匀速圆周运动的物体,在极短时间Δt内由A点联通到B点。在这段运动过程中,仍看成是过AQ7N物理好资源网(原物理ok网)

点沿切线方向速率为v的匀速直线运动和在AO方向初速率为零的匀加速直线运动的合运动,与上述方式二、1不同的是在AO方向Q7N物理好资源网(原物理ok网)

2的加速运动,可应用速率与位移的关系式:vt?2aAEQ7N物理好资源网(原物理ok网)

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a?Q7N物理好资源网(原物理ok网)

从右示图中可看出:Q7N物理好资源网(原物理ok网)

AE?ABsin?2Q7N物理好资源网(原物理ok网)

?AB?而Q7N物理好资源网(原物理ok网)

所以AE?Q7N物理好资源网(原物理ok网)

而由上述“速度增量推法一”知:vt?vsin?所以Q7N物理好资源网(原物理ok网)

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