一道物理問題

時間 2022-08-10 19:05:10

1樓:時空

作圓周運動的質點,在任何相等的時間內通過的弧長都相等,才是勻速圓周運動,在勻速圓周運動中,向心加速度,有恆定的 大小,任何時刻的瞬時速度,都垂直於該時刻的向心加速度an,我們討論的圓周運動都視為勻速圓周運動,如人造地球衛星繞地球的運動,火車轉彎時的運動、雜技演員表演的「水流星」、飛機在天空中俯衝運動等都視為勻速圓周運動。

為徹底搞懂弄清圓周運動,我們更進一步去研究如果質點作圓周運動的速率是隨時間改變的這就是變速圓周運動。

質點作圓周運動,但不勻速,那麼它的加速度的方向如何?是不是向心的?如果加速度的方向不是向心的,不指向同乙個曲率中心——圓心,為什麼能作圓周運動?

如果加速度的方向是指向圓心的,為什麼又在切線方向上改變質點運動的速率?這是由於質點作變速圓周運動時,其加速度a的方向介於法向——沿半徑指向圓心和切線方向之間,因而在切向和法向都有分量。

在引入向心力概念時最好從具體問題談起。例如,樹上的蘋果熟了以後,因受到地球吸引力而落到地面上;而圍繞地球運動的月球同樣要受到地球吸引力的作用,為什麼月球沒有被吸到地球上呢?下面以此來分析向心力的物理意義。

從樹上掉下來的蘋果在地球引力作用下(重力作用下),做的是初速度為零的勻加速直線運動,在此運動過程中,重力的作用是使物體運動速度的大小發生變化,速度方向沒有改變。蘋果運動方向和受力方向一致。月球圍繞地球的運動過程中,月球的運動方向和引力方向不一致,地球的吸引力總是垂直軌道而沿著半徑指向圓心。

此時它的作用是使月球運動速度方向不斷發生變化,從而使月球作圓周運動。因此,不能把月球像吸引蘋果似的拉到地球上來。同樣是地球的吸引力,在直線運動中和圓周運動中的作用不一樣,因圓周運動中使速度方向發生變化的力總是沿著半徑指向圓心,所以稱為向心力,並把因向心力而產生的加速度叫向心加速度。

在上述月球繞地球的運動中,地球對月球的吸引力就是向心力。可見向心力只能由某個力或某幾個力的合力來充當,並不是特殊的力。

2樓:

向心力的方向垂直與該點切線方向

一道物理問題

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