向心加速度

做圆周运动的物体必须受到向心力的作用,根据牛顿第二定律可以知道,力必定会产生加速度。向心力产生的加速度叫做向心加速度。

把向心力的公式代入牛顿第二定律公式,可以得到计算向心加速度的公式

2

α = r ,

α = ω 2r

向心加速度的方向跟向心力相同,总是跟速度 v 的方向垂直、沿着半径指向圆心的。

怎样理解匀速圆周运动中向心加速度的意义呢?在变速直线运动中, 加速度描述了速度大小变化的快慢;在匀速圆周运动中,线速度的大小不变,但方向时刻在改变,所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的。我们可通过以下实例的分析来理解。若一辆汽车以相同大小的速度驶入不同半径的弯道,弯道半径越小,速度方向改变越快,向心加速度就越大; 弯道半径越大,速度方向改变越慢,向心加速度就越小;而当半径接近于无限大,即汽车接近于做直线运动时,它的速度方向几乎不再改变,向心加速度也就接近于零。

由此可见,匀速圆周运动中存在着向心加速度,所以匀速圆周运动是变加速运动。

S:匀速圆周运动中的向心加速度的大小既然不变,那么,匀速圆周运动是否也属于一种匀变速运动?

T:不属于匀变速运动。因为匀变速运动的特点是加速度的大小和方向都不随时间而变化,而匀速圆周运动中的向心加速度,它的大小虽不变, 但方向时刻在改变,总是指向圆心,所以向心加速度是不断变化的,因此匀速圆周运动是一种变加速运动。