内容正文:
匀速圆周运动
什么是匀速圆周运动?
物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
“匀速”的含义是什么?
线速度的大小处处相等
匀速圆周运动是变速运动
变速运动
运动状态改变
一定受到外力
一定存在加速度
那么物体所受的外力沿什么方向?加速度又怎样呢?
感知加速度的方向
这个力可能沿什么方向?
地球绕太阳做匀速圆周运动受到什么力的作用?
太阳对地球的吸引力
指向太阳
感知加速度的方向
这几个力的合力沿什么方向?
小球在桌面上绕钉子做匀速圆周运动受到几个力的作用?
感知加速度的方向
小球受力分析如右图所示:
O
G
FN
F
O
FN与G相抵消,所以合力为F
F
F
F
V
V
V
O
小球受力特点如下图所示:
结论:做匀速圆运动的物体,合外力指向圆心。
感知加速度的方向
我们这节课讨论加速度,而这里却在讨论物体受力情况,这不是“南辕北辙”了吗?
牛顿第二定律告诉我们,物体的加速度方向总与它受力的方向一致。这个关系不仅对直线运动正确,对曲线运动同样正确。
在前面的实例中,物体所受的合力指向圆心,所以物体的加速度也指向圆心。
感知加速度的方向
任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心。这个加速度叫做向心加速度。
从上面的例子,可以得出普遍性的结论。
向心加速度
定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心。这个加速度叫做向心加速度。
描述线速度方向变化快慢的物理量。
物理意义:
总是沿着半径指向圆心,与该点的线速度方向垂直。
方向:
向心加速度的方向是不是固定不变的?
向心加速度的大小
加速度的定义式?
如果初速度v1和末速度v2在同一方向上,如何表示速度的变化量△v? △v是矢量还是标量?
v1
v2
△v
v1
v2
△v
速度变化量的表示:从初速度指向末速度
向心加速度的大小
加速度的定义式?
如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上,如何表示速度的变化量△v?
v1
v2
△v
速度变化量的表示:从初速度指向末速度
向心加速度的大小
速度的变化量△v与初速度v1和末速度v2的关系:从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度的矢量v1和v 2,从初速度矢量v1的末端作一个矢量△v至末速度矢量v2的末端,矢量△v就等于速度的变化量。
探究:设质点沿半径为r的圆周运动,某时刻位于A点,速度为VA,经过时间后位于B点,速度为VB