例题 01-01-07-01 一质点沿圆心为O、半径为R的圆周运动,设在P点时开始计时(即t=0),其路程从P点开始用圆弧PQ表示,并令PQ
=s。它随时间变化的规律为 都是正的恒量。求:(1)时刻t的质点加速度;(2)t为何值时加速度的大小等于b?(3)加速度大小达到b值时,质点已沿圆周运行了几圈?

解:(1)由题设,可得质点的速率为

可见,质点沿圆周运动的速率v随时间t而均匀减小,乃是一种匀减速的变速圆周运动。欲求质点的加速度,需先求加速度的切向分量 和法向分量 ,即

上式表明,加速度的法向分量 随时间t而改变。由上列两式可求质点在t时刻的加速度a(见图),其大小为

如图所示,其方向与速度间的夹角为

(2)由(1)中求得的加速度a的大小,根据题设条件,有

解上式可知,在
时,加速度的大小等于b。
(3)由(1)中求出的v的表达式按题设可知,在 时,v=0,可见在t=0到 这段时间内,v恒为正值。因此,质点已转过的圈数n为

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