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高中物理 | 5.5向心加速度詳解

 昵稱47813312 2018-09-08

向心加速度
1
定義


任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向圓心,這個加速度叫向心加速度。


注:并不是任何情況下,向心加速度的方向都是指向圓心。當物體做變速圓周運動時,向心加速度的一個分加速度指向圓心。


2
方向


在勻速圓周運動中,始終指向圓心,始終與線速度的方向垂直。

向心加速度只改變線速度的方向而非大小。


所有做曲線運動的物體都有向心加速度,向心加速度反映線速度方向變化的快慢。


向心加速度又叫法向加速度,意思是指向曲線的法線方向的加速度。


當物體的速度大小也發(fā)生變化時,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。


3
意義


描述圓周運動速度方向方向改變快慢的物理量。


4
公式



5
兩個函數(shù)圖像


向心加速度的思維誤區(qū)

①誤認為勻速圓周運動的向心加速度恒定不變,所以是勻變速運動,實際上,合力方向時刻指向圓心,加速度是時刻變化的。


②據(jù)公式an=v2/r,誤認為an與v2成正比,與半徑r成反比;只有在半徑r確定時才能判斷an與v或an與w的關(guān)系。


③誤認為做圓周運動的加速度一定指向圓心。只有做勻速圓周運動的物體其加速度才指向圓心,做變速圓周運動的物體存在一個切向加速度,所以不指向圓心。


習題演練


1. (多選)如圖所示的皮帶輪傳動裝置中,已知大輪半徑是小輪半徑的3倍,A和B兩點分別在兩輪的邊緣上,C點離大輪軸的距離等于小輪半徑,若皮帶不打滑,則關(guān)于A、B、C線速度、周期、向心加速度的式子正確的是(    )


A.ωA:ωB:ωC=3:1:1

B.vA:vB:vC=3:3:1

C.TA:TB:TC=1:3:1

D.aA:aB:aC=9:3:1


2. 如圖所示,輪O1、O3固定在同一轉(zhuǎn)軸上,輪O1、O2用皮帶連接且不打滑。在O1、O2、O3三個輪的邊緣各取一點A、B、C,已知三個輪的半徑比r1:r2:r3=2:1:1,求:


(1)A、B、C三點的線速度大小之比vA:vB:Vc;

(2)A、B、C三點的角速度之比ωA:ωB:ωc;

(3)A、B、C三點的向心加速度大小之比aA:aB:ac。


習題解析


1. ABD


2. 2:2:1 1:2:1 2:4:1


對向心加速度你還有什么問題


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