对于匀速圆周运动,高中物理课本中有如是力学分析:“既然做匀速圆周运动的物体所受的向心力指向圆心,而物体运动的方向沿切线方向,所以向心力的方向总是与物体运动的方向垂直。也就是说,物体在运动方向上不受力,在这个方向上没有加速度,速度大小不会改变。向心力的作用只是改变速度的方向。”。但同时课本中也说“做匀速圆周运动的物体,它的运动方向是时刻改变的,运动的方向沿圆周的切线方向。”。既然如此,做匀速圆周运动的物体,它在做匀速圆周运动的某一个时段或某一段路程是没有固定的运动方向的,所谓的运动方向只能是指该物体在圆周上某一时刻或某一位置的运动方向。那么做匀速圆周运动的物体在某一时刻或某一位置的运动方向上是否受力的作用 ,速度大小是否会改变呢?证明如下:(图欠奉)
一个质量为m的物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动,设它的线速度为v,角速度为ω,周期为T,受到的向心力为F。对这个物体从任意时刻t'(t'=0)到下一时刻t"(t"=t'+T/4)这一时段作力学分析。设t'时刻物体在圆周上的切线方向为水平方向,法线方向为竖直方向,应用正交分解法,得
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