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1、曲线运动,自然坐标系,时刻 质点所处位置与原点之间轨迹曲线的长度 称为自然坐标系的弧坐标。弧坐标可用来确定质点的位置。,弧坐标(质点的位置),单位矢量方向,自然坐标下的质点运动方程:,切向单位矢量方向,法向单位矢量方向,自然坐标系中的速度与加速度,速度矢量在自然坐标系中表述为:,加速度在自然坐标系中的表达式为:,切向加速度,沿切向 表征速度大小变化率 的物理量,称切向加速度。,法向加速度,沿法向 表征速度方向变化率 的物理量,称法向加速度。,切向变化率 分析,其中 曲率半径.,沿切向 的速率变化率 称切向加速度,沿法向,称法向加速度,当质点做直线运动时,因此法向加速度为零;,当质点做圆周运动时
2、,为圆周运动的半径;如果 为常数,则切向加速度为零,合加速度方向指向圆心,称为向心加速度;,在圆周运动中,线量与角量的关系为:,圆周运动,匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动,匀速率圆周运动:速率 和角速度 都为常量.,匀变速率圆周运动,如 时,常量,圆周运动(circular motion)与直线运动的比较:,对于作曲线运动的物体,以下几种说法中哪一种是正确的:(A)切向加速度必不为零;(B)法向加速度必不为零(拐点处除外);(C)由于速度沿切线方向,法向分速度必为零,因此法向加速度必为零;(D)若物体作匀速率运动,其总加速度必为零;(E)若物体的加速度 为恒矢量,它一定作匀变速率运动.,例1:一飞轮,从静止开始以恒角加速度2 转动,经过某一段时间后开始计时,在 内飞轮转过75,问在开始计时以前,飞轮转动了多长时间?,解:,代入,再由,求得,匀角加速运动,,例2:质点沿半径R=0.1m作圆周运动,其角坐标与时间的关系为(SI),当切向加速度的大小恰为总加速度的一半时,则。,解:,切向加速度大小为总加速度的一半,则,