内容正文:
2.2 研究匀速圆周运动的规律
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一、向心加速度
1.定义:做匀速圆周运动的物体具有的沿半径指向圆心的加速度,叫做向心加速度。
2.方向:时刻与物体的速度方向垂直且指向圆心。
(2)a=ω2R,当角速度ω不变时,a与R成正比。
4.意义:描述线速度方向改变快慢的物理量。
5.在变速圆周运动中,物体的加速度就是向心加速度吗?加速度一定指向圆心吗?
提示:在变速圆周运动中,物体的加速度不是向心加速度,加速度不指向圆心,向心加速度指向圆心。
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二、向心力
1.定义:在匀速圆周运动中,产生向心加速度的力叫做向心力。
2.方向:始终指向圆心。
4.效果:改变物体的速度方向,但不改变物体的速度大小。
5.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力吗?
提示:向心力总是沿半径方向指向圆心,方向不断改变,是变力。
6.由向心力公式F=m 可知,F与运动半径r成反比;由公式F=mω2r可知,F与运动半径r成正比。这两种说法是否矛盾?
提示:不矛盾。当线速度v一定时,F与运动半径r成反比;当角速度ω一定时,F与运动半径r成正比。
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1.正误辨析
(1)在匀速圆周运动中向心加速度只改变线速度的方向。 ( )
(3)在匀速圆周运动中,向心力保持不变。 ( )
(4)向心力是根据效果命名的力。 ( )
(5)在匀速圆周运动中,物体所受的合力就是向心力。 ( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
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2.如图所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动。关于小球运动到P点时的加速度方向,正确的是( )
解析:做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度,其方向指向圆心。
答案:B
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3.如图所示,在光滑水平面上,一质量为m=0.20 kg的小球在绳的拉力作用下做半径为r=1.0 m的匀速圆周运动。已知小球运动的线速度大小为v=2.0 m/s,求:
(1)小球运动的周期;
(2)小球做匀速圆周运动时,绳对它的拉力大小。
(2)设小球做匀速圆周运动时,细绳对它的拉力为F,
答案:(1)3.14 s (2)0.80 N
问题导引
知识归纳
典例剖析
知识点一
知识点二
知识点三
对向心加速度的理解
地球在不停地公转和自转,关于地球的自转,思考以下问题: