Question

为什么匀速圆周运动的速度方向时刻改变呢?

Answer 1

运动方向改变，速度也改变，不是匀速运动。因为速度有两个要素：大小和方向，只要其中的任意一个是随时间改变的，那么就说速度是改变的。

“匀速”是指速度的大小是不变的，但速度的方向时刻改变，因此速度是时刻改变的，只能说速率是不变的，因为速度的大小称为速率。

向心力公式的推导

用实验验证向心力公式测定匀速圆周运动向心力的实验仪器种类非常多，它们不仅能定性验证，而且也能定量测定，验证的基本步骤是：

首先，在确定转速、圆周半径都恒定的前提下，验证向心力与质量是不是正比关系。用来作对比实验的两物体要经过严格配重，并且用天平测量出两球的质量一个是另一个的一半。

实验显示：测力计所示的向心力随着作圆周运动物体质量的加倍而加倍，这就证明了向心力与物体质量的正比关系。其次，在保持质量、运动半径都恒定的情况下。由于角速度与转速是正比关系，所以我们只需要验证向心力与转速的平方是不是正比关系。

实验时，转速增加到2倍，从测力计上可以看出，在允许的误差范围内，向心力增加到4倍。验证了向心力跟角速度的平方成正比。最后，在保持质量、角速度（或转速）都不变的前提下，验证物体进行圆周运动时的向心力与圆周的半径是不是正比关系。

实验时，使运动半径增加到2倍，转动后，从测力计上可以看出向心力也增加到2倍。说明向心力与半径成正比。