圆周运动的常见误区分析

来源 :中学生数理化·高一版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shirley09liu
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  1.误以为匀速圆周运动是匀速运动。
  物体做匀速圆周运动时,其速度方向(轨迹上某点的切线方向)时刻发生变化,因此匀速圆周运动中的“匀速”只是“匀速率”的意思,绝不是“匀速度”的含义。实际上物体速度的方向随时都在变化,所以匀速圆周运动“并不匀”,“速度加速度变不停”。同学们学习时不要把这里的“匀速”等同于匀速直线运动中的“匀速”。同理,物体的匀速圆周运动状态也不是平衡状态,它所需要的向心力恰好由物体所受的合外力来提供。
  2.误以为匀速圆周运动是匀变速曲线运动。
  因为做匀速圆周运动的质点受到的合外力(充当向心力)大小不变,方向总是指向圆心(所以很容易把向心力当成恒力,从而认为匀速圆周运动是匀变速曲线运动)。而正因为向心力方向总是沿半径指向圆心,所以向心加速度的方向时刻在改变。换言之,其向心加速度不是恒定的,所以匀速圆周运动不是匀变速曲线运动。
  3.误以为向心力是物体实际受到的一个力。
  做匀速圆周运动的物体受到的所有外力的合力方向总是指向圆心,所以从效果出发,将其命名为“向心力”。向心力并不是物体实际受到的力,它可由重力、弹力、摩擦力等单独提供(如人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,重力提供向心力;绳系小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,弹力提供向心力;物体在转盘上随转盘一起转动,摩擦力提供向心力),也可由这些力的合力或某个力的分力提供向心力(如小球在水平方向上做圆锥摆运动,向心力由弹力与重力的合力提供,或由弹力的水平分力提供)。当物体做变速圆周运动时,物体受到的合外力方向并不指向圆心,可以把合外力分解为两个分力:垂直于速度方向指向圆心的力(法向分力,充当向心力)和平行于速度方向的分力(切向分力)。
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