【物理】向心加速度 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、第六章第六章 圆周运动圆周运动第第3 3节节 向心加速度向心加速度【学习目标学习目标】1、理解向心加速度的概念。、理解向心加速度的概念。2、知道匀速圆周运动中向心加速度大小的表达式，理解向心加速度、知道匀速圆周运动中向心加速度大小的表达式，理解向心加速度与半径的关系，并会用来进行简单的计算。与半径的关系，并会用来进行简单的计算。3、能根据问题情境选择合适的向心加速度公式。、能根据问题情境选择合适的向心加速度公式。1.1.向心力的向心力的方向方向？沿半径指向圆心，与速度方向垂直。沿半径指向圆心，与速度方向垂直。只改变线速度的方向不改变速度大小只改变线速度的方向不改变速度大小。新课引入2.2.向心

2、力的向心力的作用作用效果？效果？3.3.向心力的大小向心力的大小？【复习回顾复习回顾】天宫天宫二号空间实验室在轨飞行时，可认为它二号空间实验室在轨飞行时，可认为它绕地球做绕地球做匀速圆周运动匀速圆周运动。尽管线速度大小不。尽管线速度大小不变，但方向却时刻变化，因此，它运动的加变，但方向却时刻变化，因此，它运动的加速度一定不为速度一定不为0 0。那么，该如何确定它在轨。那么，该如何确定它在轨飞行时加速度的方向和大小呢？飞行时加速度的方向和大小呢？【思考与讨论思考与讨论】物体做匀速圆周运动时，所受合力提供向心力，合力的方向总是指物体做匀速圆周运动时，所受合力提供向心力，合力的方向总是指向圆心。根据

3、牛顿第二定律，物体运动的加速度方向与它所受合力向圆心。根据牛顿第二定律，物体运动的加速度方向与它所受合力的方向相同。因此，物体的方向相同。因此，物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心，做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心，我们把它叫做我们把它叫做向心加速度向心加速度。OFva1 1.定义定义：物体：物体做匀速圆周运动时的加速度总指向做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心圆心，把这个加速把这个加速度叫做度叫做向心加速度向心加速度。3.3.作用效果：作用效果：只改变速度的方向只改变速度的方向，不不改变速度的大小改变速度的大小。4.4.性质：匀速圆周运动是加速度方向时刻变化的性质：匀速圆周运动是加速度方向

4、时刻变化的变加速曲线运动变加速曲线运动。2.2.方向：方向：指向圆心指向圆心，与速度方向始终垂直。，与速度方向始终垂直。va一、向心加速度二、向心加速度的大小根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F=ma和向心力大小表达式：和向心力大小表达式：1、向心加速度、向心加速度大小：大小：2.物理意义：物理意义：描述速度方向变化的快慢。描述速度方向变化的快慢。3.单位：单位：m/s2自自行行车车的的大大齿齿轮轮、小小齿齿轮轮、后后轮轮的的半半径径不不一一样样，它它们们边边缘缘有有三三个个点点A、B、C。其其中中哪哪两两个个点点向向心心加加速速度度的的关关系系适适用用于于“向向心心加加速速度度与与半径成正比半

5、径成正比”，哪两点适应于，哪两点适应于”向心加速度与半径成反比向心加速度与半径成反比”？给出解释。？给出解释。【思考与讨论思考与讨论】新课讲授【例题】【例题】如如图所图所示，在长为示，在长为 l 的细绳下端拴一个的细绳下端拴一个质量为质量为 m 的小球，捏住绳子的上端，使小球在的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。当绳子跟竖直方向的这样就成了一个圆锥摆。当绳子跟竖直方向的夹角为夹角为 时，小球运动的向心加速度时，小球运动的向心加速度 an 的大小的大小为多少？通过计算说明为多少？通过计算说明：要增大

6、夹角：要增大夹角，应该，应该增大小球运动的角速度增大小球运动的角速度。FnmOrFlG新课讲授解：解：根据根据对小球的受力分析，可得向心力：对小球的受力分析，可得向心力：Fnmgtan根据牛顿第二定律可得小球运动的向心加速度根据牛顿第二定律可得小球运动的向心加速度：(1)根据几何关系可知小球做圆周运动的半径根据几何关系可知小球做圆周运动的半径：rlsin (2)把向心加速度公式把向心加速度公式 an2r 和和(2)式代入式代入(1)式，可得：式，可得：从此从此式可以看出，当小球运动的角速度增大时，夹角也随之增大。式可以看出，当小球运动的角速度增大时，夹角也随之增大。因此，要增大夹角因此，要增大

7、夹角，应该增大小球运动的角速度，应该增大小球运动的角速度。1.1.定义定义:匀速圆周运动的加速度匀速圆周运动的加速度3.3.大小大小:4.4.方向方向:始终指向圆心始终指向圆心(时刻改变时刻改变)5.5.性质：匀速圆周运动性质：匀速圆周运动是变是变加速曲线运动加速曲线运动2.2.意义意义:描述速度方向变化的快慢描述速度方向变化的快慢向心加速度向心加速度【课堂小结课堂小结】拓展拓展学习：用学习：用运动学的方法求运动学的方法求向心加速度方向和大小向心加速度方向和大小 (1)(1)直线运动中的速度的变化量：直线运动中的速度的变化量：v1v2vv1v2v根据根据 得：得：a的方向与的方向与v的方向相同

8、的方向相同，速度变化量速度变化量v是从初速是从初速度度v1的末端指向末速度的末端指向末速度v2末端的矢量。末端的矢量。(2)曲线运动中的速度变化量：曲线运动中的速度变化量：AV1BV2V2V1V拓展拓展学习：用学习：用运动学的方法求运动学的方法求向心加速度方向和大小向心加速度方向和大小 结论：做匀速圆周运动的物体结论：做匀速圆周运动的物体加速度的方向总是指向圆心。加速度的方向总是指向圆心。新课讲授(3)匀速圆周运动中的速度变化量：匀速圆周运动中的速度变化量：拓展拓展学习：用学习：用运动学的方法求运动学的方法求向心加速度方向和大小向心加速度方向和大小 设设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为做匀

9、速圆周运动的物体的线速度的大小为v，轨迹半径为，轨迹半径为r。经过。经过时间时间t，物体从，物体从A点运动到点运动到B点。尝试用点。尝试用v、r 写出向心加速度的表写出向心加速度的表达式。达式。OBAvAvBvAv =ABvvr v=ABvr当当t 很小很小时很小很小时，AB=AB=s 根据根据运动学加速度的大小（运动学加速度的大小（a=v/t）an=ABvrvtt推导：推导：如图可知如图可知vA、vB、v 组成的三角形与组成的三角形与ABO相似相似例例1、下列关于匀速圆周运动中向心加速度的说法，正确的是（、下列关于匀速圆周运动中向心加速度的说法，正确的是（）A.向心加速度表示做圆周运动的物体

10、速率改变的快慢向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢B.向心加速度表示角速度变化的快慢向心加速度表示角速度变化的快慢C.向心加速度描述线速度方向变化的快慢向心加速度描述线速度方向变化的快慢D.匀速圆周运动的向心加速度不变匀速圆周运动的向心加速度不变C例例2、关于向心加速度，下列说法正确的是（、关于向心加速度，下列说法正确的是（）A.匀速圆周运动的向心加速度恒定匀速圆周运动的向心加速度恒定B.匀速圆周运动不属于匀速运动匀速圆周运动不属于匀速运动C.向心加速度越大，物体速率变化越快向心加速度越大，物体速率变化越快D.做圆周运动的物体，加速度时刻指向圆心做圆周运动的物体，加速度时刻指向圆心BD

11、练习练习2 2、如图所示，甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径、如图所示，甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线。由图像变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线。由图像可以知道（可以知道（）A.A.甲球运动时，线速度的大小逐渐减小甲球运动时，线速度的大小逐渐减小B.B.甲甲球运动时，角速度的大小保持不变球运动时，角速度的大小保持不变C.C.乙球运动时，线速度的大小保持不变乙球运动时，线速度的大小保持不变D.D.乙球运动时，角速度的大小保持不变乙球运动时，角速度的大小保持不变D练习练习3、如图所示，轻杆拉着小球在竖直面内绕、如图所示，轻杆拉着小球在竖直面内绕O点做逆时针方向的点做逆时针方向的匀速圆周运动。关于小球运动到图中位置匀速圆周运动。关于小球运动到图中位置P时加速度时加速度a的方向，下列的方向，下列各图正确的是（各图正确的是（）A.B.C.D.A