题目内容
【题目】(1)匀速圆周运动的速度方向不断发生变化,如图所示,经过Δt时间,线速度由vA变为vB,圆周的半径为r.
试根据加速度的定义式推导向心加速度大小的公式.
(2)结合v=ωr推导可得向心加速度与角速度关系的表达式为:an=?.
(3)有人说:根据an=可知,向心加速度与半径成反比,根据an=ω2r可知,向心加速度与半径成正比,这是矛盾的.你认为呢?
【答案】(1)见解析(2)an=ω2r(3)二者并不矛盾
【解析】(1)由于A点的速度vA方向垂直于半径r,B点的速度vB方向垂直于另一条半径r,所以∠AOB=∠CBD,故等腰△AOB和△CBD相似,根据对应边成比例可得: ,由于时间t很短,故弦长AB近似等于弧长,而弧长,所以,根据得.
(2)由,代入可得.
(3)不矛盾.说向心加速度与半径成反比是在线速度一定的情况下;说向心加速度与半径成正比是在角速度一定的情况下,所以二者并不矛盾.
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