比如t=0时,线速度大小为5m/s,线速度大小均匀上升,t=5s时,线速度大小为10m/s。线速度变化大小是5m/s,变化快慢是1m/s^2。
做曲线运动的物体不仅速度的大小可以发生变化而且线速度的方向时刻在变化,因此物体具有加速度,且加速度与速度成一定夹角。
这种情况比较复杂,但我们由匀加速直线运动和匀速率圆周运动这两个特殊情况的加速度特点可以得到一些启示,即可以把一般的加速度a分解为两部分:一个分量方向与速度方向在同一直线上,称为切向加速度aτ;另一个分量方向与速度方向垂直,称为法向加速度an。
向心加速度是为了解决一般曲线运动的加速度的求解而引入的,它是描述做圆周运动的质点由于线速度的方向的变化而引起的速度变化快慢的物理量。对于匀速圆周运动,v是常数,所以aτ=0,则a=an。因此,匀速圆周运动的向心加速度即为物体的加速度,是描述线速度这个矢量变化快慢的物理量,它的物理意义等同于上述推导的an,不应该单纯理解为描述线速度方向变化快慢的物理量。
综合全文的分析,可以得出如下一些结论:
(1)速度方向变化的快慢可以用an/v来描述。
(2)对于匀速圆周运动,无论以向心加速度或角速度来描述线速度方向的变化快慢均是不严谨的。且匀速圆周运动的向心加速度即为物体的加速度,是描述线速度这个矢量变化快慢的物理量。
(3)在目前的高中物理教学中,不宜提线速度方向变化快慢的问题来进行讨论。
比如t=0时,线速度大小为5m/s,线速度大小均匀上升,t=5s时,线速度大小为10m/s
线速度变化大小是5m/s,变化快慢是1m/s^2