【物理】向心加速度 2023-2024学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）.pptx

SZ-LWH第3节 向心加速度第6章SZ-LWH Sz-lwhQq:419561425目 录CONTENTS对向心加速度的理解01向心加速度的大小02圆周运动的动力学问题分析03SZ-LWH Sz-lwhQq:41956142521理解向心加速度的概念(重点重点)掌握向心加速度和线速度、角速度的关系，能够运用向心加速度公式求解有关问题(重点重点)会应用动力学方法分析匀速圆周运动问题(重重难点难点)3SZ-LWH 情境导入Sz-lwhQq:419561425 天宫二号空间实验室在轨运行时，可认为它绕地球做匀速圆周运动。尽管线速度大小不变，但方向却时刻变化，因此，它运动的加速度一定不为0。讨论：如何确定它在轨飞行时加速度的方向和大小呢？SZ-LWH01对向心加速度的理解SZ-LWH 一、对向心加速度的理解Sz-lwhQq:419561425研究加速度的思路1.牛顿第二定律：F=ma动力学2.加速度的定义：运动学做匀速圆周运动的物体，它的加速度有什么特点?SZ-LWH 一、对向心加速度的理解Sz-lwhQq:419561425导学探究1.它们是否具有加速度？其方向如何？你的依据是什么？因为做匀速圆周运动的物体，其合力不为0，所以有加速度有加速度图甲图乙由图合力方向沿半径指向圆心，即加速度的方向也沿半径指向沿半径指向圆心心F合合F合合aa图甲中的小球与图乙中的运动员正在做匀速圆周运动SZ-LWH 一、对向心加速度的理解Sz-lwhQq:419561425导学探究图甲中的小球与图乙中的运动员正在做匀速圆周运动2.匀速圆周运动的加速度的作用是什么？图甲图乙aavv加速度只改改变速度的方向速度的方向，不改不改变速度的大小速度的大小匀速圆周运动的加速度方向与速度方向垂直垂直.3.匀速圆周运动是一种什么性质的运动？匀速圆周运动的加速度始始终沿沿半半径径指指向向圆心心，方方向向时刻刻变化化，故匀速圆周运动是一种变加速曲加速曲线运运动vvvOanananSZ-LWH 一、对向心加速度的理解Sz-lwhQq:4195614251.定义：物体做匀速圆周运动时的加速度总指向 ，这个加速度叫作向心加速度。常用an表示。2.方向：始终指向 。3.作用：改变速度的 ，不改变速度的 。4.物理意义：描述速度 变化的快慢。5.说明：匀速圆周运动加速度的 时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，而是 。圆心圆心方向大小方向方向变加速曲线运动vvvananananSZ-LWH 一、对向心加速度的理解Sz-lwhQq:419561425vanaa切6.变速圆周运动：变速圆周运动的加速度 ；可分解为_ 和 分析。向心加速度改变速度 ，切向加速度改变速度 。不指向圆心向心加速度切向加速度方向大小SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614251.(多选)关于向心加速度，下列说法正确的是A.向心加速度是描述线速度变化的物理量B.向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小C.向心加速度大小恒定，方向时刻改变D.物体做非匀速圆周运动时，向心加速度的方向时刻改变始终指向圆心不一定线速度方向变化快慢SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614252.光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示。一小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，运动到螺旋形中央，下列关于该小球运动的说法正确的是A.线速度增大，角速度不变B.线速度不变，角速度减小C.线速度减小，向心加速度增大D.角速度增大，向心加速度增大SZ-LWH02向心加速度的大小SZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425牛顿第二定律 F=maan1.向心加速度公式(1)an 。(2)由于vr，所以向心加速度也可以写成an 。(3)由于 2f，所以向心加速度也可以写成an 。2rv42f 2rSZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425导学探究关于向心加速度大小的公式关于向心加速度大小的公式1.有同学说：由an v2/r，则an与r成反比；由an2r，则an与r成正比.这两种说法矛盾吗？为什么？不矛盾anranr一定时，an与 r成正比 v一定时，an与 r成反比 SZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425导学探究关于向心加速度大小的公式关于向心加速度大小的公式2.向心加速度公式仅适用于匀速圆周运动吗？向心加速度公式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于非也适用于非匀速匀速圆周运周运动.v即为那一位置的线速度，且无论物体做的是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，其向心向心加速度的方向都指向加速度的方向都指向圆心心.vanaa切SZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425导学探究关于向心加速度大小的公式关于向心加速度大小的公式3.做匀速圆周运动的物体的速度变化量如何计算？ABvA vBvCvA=vB=vv=2vOCABACSZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425导学探究关于向心加速度大小的公式关于向心加速度大小的公式平均速度瞬时速度极限的思想瞬时加速度t非常小平均加速度4.向心加速度的大小如何计算？SZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425导学探究关于向心加速度大小的公式关于向心加速度大小的公式4.向心加速度的大小如何计算？OAB当非常小时，slrvAvBvSZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425天宫二号空间实验室在轨飞行时为什么会有加速度？该如何确定它加速度的方向和大小呢？加速度时刻指向圆心，称为向心加速度。做匀速圆周运动思考与讨论1：SZ-LWH 二、向心加速度的大小Sz-lwhQq:419561425哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径成反比”？B、C的角速度大小相同，向心加速度与半径成正比。A、B的线速度大小相同，向心加速度与半径成反比。思考与讨论2：SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614253.(多选)(课本第34页第1题改编)甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，在下列情况下，关于向心加速度的说法正确的是A.当它们的角速度相等时，乙的线速度小，则乙的向心加速度小B.当它们的周期相等时，甲的半径大，则甲的向心加速度大C.当它们的线速度大小相等时，乙的半径小，则乙的向心加速度小D.当它们的线速度大小相等时，在相同的时间内甲与圆心的连线转过的 角度比乙的大，则甲的向心加速度比乙的小a=2rv=r，r小a=v SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614254.(多选)(2022烟台市高一期中)如图所示，甲、乙两物体分别静置于赤道和纬度为45的地面上，甲、乙两物体随地球自转的线速度大小分别为v1和v2，向心加速度大小分别为a1和a2，下列关系式正确的是SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:419561425甲、乙两物体随地球一起自转，角速度相同，故A错误，B正确；由向心加速度a2R知故C错误，D正确。SZ-LWH03圆周运动的动力学问题分析SZ-LWH 三、圆周运动的动力学问题分析Sz-lwhQq:419561425典例1.长为L的细线，下端拴一质量为m的小球，上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，细线与竖直方向成角时，求：(重力加速度为g)(1)细线上的拉力大小；小球受重力及细线的拉力的作用，如图所示，由平衡条件可知，竖直方向：FTcos mg，SZ-LWH 三、圆周运动的动力学问题分析Sz-lwhQq:419561425(2)小球运动的线速度的大小和角速度的大小。由Fnmr2思考：从上面角速度大小的结果中我们可以看出做圆锥摆运动的小球的角速度与什么因素有关？与圆心到绳上端的高度有关。SZ-LWH 三、圆周运动的动力学问题分析Sz-lwhQq:419561425典典例例2.(2022南阳市高一期末)甲图是两个圆锥摆，两摆球运动轨道在同一个水平面内，乙图是完全相同的两个小球在内壁光滑的倒圆锥内做匀速圆周运动。下列说法正确的是A.甲图中两小球的运动周期相等B.甲图中两小球的线速度大小相等C.乙图中两个小球的线速度大小相等D.乙图中两个小球的角速度大小相等SZ-LWH 核心归纳Sz-lwhQq:419561425分析匀速圆周运动问题的基本步骤1.明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。2.确定物体做圆周运动的轨道平面、圆心、半径。3.找出向心力的来源，利用平行四边形定则或正交分解法，计算出沿半径方向的合力F合。5.解方程求出待求物理量。SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614255.如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系式正确的是A.线速度vAvBB.角速度ABC.它们受到合力FA合FB合D.它们受到的摩擦力FfAFfBSZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614256.(2022聊城市高一期中)质量为m的飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，如图所示，重力加速度为g，则空气对飞机的作用力大小为SZ-LWH Sz-lwhQq:419561425课堂小结1.定义：匀速圆周运动的加速度2.意义：描述速度方向变化的快慢3.大小：4.方向：始终指向圆心(时刻改变)匀速圆周运动是变加速曲线运动v2rvvvvananananSZ-LWH