题目
一质点从静止开始在半径为R的圆周上做匀变速圆周运动,角加速度的大小为α。当质点在圆周上恰好运动一周时,其法向加速度的大小an = ____。
一质点从静止开始在半径为R的圆周上做匀变速圆周运动,角加速度的大小为α。当质点在圆周上恰好运动一周时,其法向加速度的大小an = ____。
题目解答
答案
4πRα
解析
步骤 1:确定角速度与角加速度的关系
质点做匀变速圆周运动,角加速度为α,角速度ω随时间t变化的关系为ω = αt。
步骤 2:计算质点运动一周所需时间
质点运动一周,转过的角度θ = 2π。根据角加速度的定义,有θ = (1/2)αt^2。将θ = 2π代入,得到t = √(4π/α)。
步骤 3:计算质点运动一周后的角速度
将步骤2中得到的时间t代入步骤1中的角速度公式,得到ω = α√(4π/α) = 2√(πα)。
步骤 4:计算法向加速度
法向加速度an = ω^2R。将步骤3中得到的角速度代入,得到an = (2√(πα))^2R = 4πRα。
质点做匀变速圆周运动,角加速度为α,角速度ω随时间t变化的关系为ω = αt。
步骤 2:计算质点运动一周所需时间
质点运动一周,转过的角度θ = 2π。根据角加速度的定义,有θ = (1/2)αt^2。将θ = 2π代入,得到t = √(4π/α)。
步骤 3:计算质点运动一周后的角速度
将步骤2中得到的时间t代入步骤1中的角速度公式,得到ω = α√(4π/α) = 2√(πα)。
步骤 4:计算法向加速度
法向加速度an = ω^2R。将步骤3中得到的角速度代入,得到an = (2√(πα))^2R = 4πRα。