a(n)=v^2/r怎么推理啊?请大家帮帮忙!谢谢!Thank you!
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发布时间:1小时前
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热心网友
时间:2024-10-06 08:30
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
,
式中力的单位用牛,质量的单位用千克,长度的单位用米,角速度的单位用弧度/秒。
在许多情况下,求向心力,需要知道线速度的大小与向心力的关系。这个关系可以用线速度与角速度
向心加速度根据牛顿第二定律F=ma,做圆周运动的物体,在向心力F的作用下,必然要产生一个向心加速度a,它的方向与向心力的方向相同,
,
或
。
如果线速度的单位是米/秒,角速度的单位是弧度/秒,圆周半径的单位是米,那么向心加速度的单位就是米/秒2。
向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动得出的,但是也适用于一般的圆周运动。一般的圆周运动,速度的大小有变化,向心力和向心加速度的大小也随着变化,利用公式求质点在圆周的某一点时的向心力和向心加速度的大小,必须用该点的瞬时速度值。
热心网友
时间:2024-10-06 08:30
几乎每本辅导书都有详细推理
还有一套相等公式,老师课上反复强调,怎么还有问的呀,真让我无奈。
F=m*v方/r
F=ma
热心网友
时间:2024-10-06 08:30
由合力充当向心力,F=ma 得
mv^2/r=ma
v^2/r=a
即得证