向心加速度 課件- 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第六章圓周運動§6.3向心加速度匯報人姓名CONTENTS教學(xué)目標01知道勻速圓周運動中向心加速度大小的表達式，理解向心加速度與半徑的關(guān)系，并會用來進行簡單的計算03能根據(jù)問題情境選擇合適的向心加速度的表達式02了解分析勻速圓周運動速度變化量時用到的極限思想01教學(xué)重、難點PARTONE1.勻速圓周運動有什么特點？2.向心力的來源是什么？溫故而知新天宮二號空間實驗室在軌飛行時，可認為它繞地球做勻速圓周運動。盡管線速度大小不變，但方向卻時刻變化，因此，它運動的加速度一定不為0。那么，該如何確定它在軌飛行時加速度的方向和大小呢？腦洞大開問題來了

做勻速圓周運動的物體，是否具有加速度？問題來了

做勻速圓周運動的物體的加速度方向如何確定？依據(jù)是什么？

做勻速圓周運動的物體加速度指向圓心．這個加速度稱為向心加速度．

根據(jù)牛頓第二定律，勻速圓周運動物體的加速度方向跟合外力的方向相同。1向心加速度1.物理意義：

描述線速度方向變化的快慢an始終指向圓心2.符號：

3.方向：

勻速圓周運動加速度的大小不變，方向時刻改變，所以勻速圓周運動不是勻變速運動，是變加速運動4.說明：

問題來了除了牛頓第二定律確定向心加速度的方向外，你還有什么方法可確定向心加速度的方向？如圖所示，一物體沿著圓周運動，在

A、B

兩點的速度分別為

vA、vB，可以分四步確定物體運動的加速度方向。拓展學(xué)習(xí)第一步，根據(jù)曲線運動的速度方向沿著切線方向，畫出物體經(jīng)過

A、B

兩點時的速度方向，分別用

vA、vB表示，如圖甲所示。拓展學(xué)習(xí)第二步，平移

vA

至

B

點，如圖乙所示。拓展學(xué)習(xí)第三步，根據(jù)矢量運算法則，做出物體由

A

點到

B

點的速度變化量

Δv，其方向由

vA

的箭頭位置指向

vB

的箭頭位置，如圖丙所示。由于物體做勻速圓周運動，vA、vB

的大小相等，所以，Δv與

vA、vB

構(gòu)成等腰三角形。拓展學(xué)習(xí)第四步，假設(shè)由

A

點到

B

點的時間極短，在勻速圓周運動的速度大小一定的情況下，A

點到

B

點的距離將非常小，作出此時的

Δv，如圖丁所示。拓展學(xué)習(xí)仔細觀察圖丁，可以發(fā)現(xiàn)，此時，Δv與vA、vB都幾乎垂直，因此Δv的方向幾乎沿著圓周的半徑，指向圓心。由于加速度a與Δv的方向是一致的，所以從運動學(xué)角度分析也可以發(fā)現(xiàn)：物體做勻速圓周運動時的加速度指向圓心。拓展學(xué)習(xí)1.動力學(xué)原理:牛頓第二定律2.運動學(xué)描述:加速度的定義式

(拓展學(xué)習(xí))

兩種探究方案：2向心加速度的大小根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合上節(jié)學(xué)習(xí)的向心力表達式，推導(dǎo)向心加速度的表達式：1.用v

和r來表示向心加速度：2.用ω

和r來表示向心加速度：3.用v和ω

來表示向心加速度：1.動力學(xué)原理:牛頓第二定律2向心加速度的大小4.用T和r來表示向心加速度：5.用n(f)和r來表示向心加速度：根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合上節(jié)學(xué)習(xí)的向心力表達式，推導(dǎo)向心加速度的表達式：1.動力學(xué)原理:牛頓第二定律2向心加速度的大小思考討論1、當圓周運動的線速度一定時，向心加速度與半徑r成反比；2、當角速度ω一定時，向心加速度與半徑r成正比。PARTONE01思考討論PARTONE他們兩人的觀點都不正確.當v一定時，an與r成反比；當ω一定時，an與r成正比.(an與r的關(guān)系圖象如圖所示)拓展學(xué)習(xí)向心加速度的推導(dǎo)過程物體從A點經(jīng)時間Δt沿圓周勻速率運動到B點，轉(zhuǎn)過的角度為Δθ，如圖所示，因為vA與OA垂直，vB與OB垂直，且vA＝vB，OA＝OB，所以△OAB與vA、vB、Δv組成的矢量三角形相似.A下列關(guān)于向心加速度的說法中，正確的是（）向心加速度的方向始終與速度的方向垂直向心加速度的方向保持不變在勻速圓周運動中，向心加速度是恒定的在勻速圓周運動中，向心加速度的大小不斷變化2、一物體在水平面內(nèi)沿半徑R=20cm的圓形軌道做勻速圓周運動,線速度v=0.2m/s,則它的向心加速度為______m/s2，角速度為_____rad/s，周期為_____s.0.212π3、關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中正確的是（）A、它們的方向都沿半徑指向地心B、它們的方向都平行于赤道平面指向地軸C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小BD例4、如圖所示裝置中，三個輪的半徑分別為r、2r、4r，b點到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點的加速度之比.

課堂小結(jié)完成課后作業(yè)P