向心加速度的含義
來源:高考網(wǎng)整理 2023-01-30 20:06:53
向心加速度的定義:質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),指向圓心(曲率中心)的加速度,與曲線切線方向垂直,也叫做法向加速度。向心加速度是反映圓周運(yùn)動(dòng)速度方向變化快慢的物理量。向心加速度只改變速度的方向,不改變速度的大小。
1向心加速度的公式
向心加速度公式是:an=Fn/m=4π2R/T2=4π2f2R=v2/R=ω2R=vω。
an表示向心加速度,F(xiàn)n表示向心力,m表示物體質(zhì)量,v表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的線速度(切向速度),ω表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的角速度,T表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的周期,f表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的頻率,R表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。
2向心加速度的介紹
當(dāng)物體的速度大小也發(fā)生變化時(shí),還有沿軌跡切線方向也有加速度,叫做切向加速度。向心加速度的方向始終與速度方向垂直,也就是說線速度始終沿曲線切線方向。
對(duì)于在做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,向心力是一種拉力,其方向隨著物體在圓周軌道上的運(yùn)動(dòng)而不停改變。
因此,圓周運(yùn)動(dòng)是一種加速度始終在改變的運(yùn)動(dòng)。就是因?yàn)檫@樣的一種力,始終是沿著圓周半徑指向圓周的中心,所以得名“向心力”。
被向心力所控制的`物體是沿著切線的方向運(yùn)動(dòng),所以向心力必與受控物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直,僅產(chǎn)生速度法線方向(切線的垂線方向稱之為發(fā)現(xiàn)方向)上的加速度。
3向心加速度運(yùn)動(dòng)的方向
向心加速度的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直,方向時(shí)刻改變,不論加速度a的大小是否變化,a的方向是時(shí)刻改變的,所以圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)?衫斫鉃樽鰣A周運(yùn)動(dòng)物體加速度在指向圓心方向上的分量。
高中物理向心加速度的思維誤區(qū):
(1)在比較各種物理關(guān)系的問題中,通常要先找出明顯的相同量或不同量,然后借關(guān)系式推導(dǎo)出其它量的關(guān)系。
(2)①誤認(rèn)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度恒定不變,所以是勻變速運(yùn)動(dòng),實(shí)際上,合力方向時(shí)刻指向圓心,加速度是時(shí)刻變化的。②據(jù)公式an=v/r,誤認(rèn)為an與v成正比,與半徑r成反比;只有在半徑r確定時(shí)才能判斷an與v或an與w的關(guān)系。③誤認(rèn)為做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度一定指向圓心。只有做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其加速度才指向圓心,做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體存在一個(gè)切向加速度,所以不指向圓心。
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