2019-2020學年新教材高中物理 第6章 圓周運動 3 向心加速度課件 新人教版必修第二冊

,3向心加速度,第六章圓周運動,1.理解向心加速度的概念.2.知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式.3.能夠運用向心加速度公式求解有關(guān)問題.,學習目標,1.定義：物體做勻速圓周運動時的加速度總指向，這個加速度叫作向心加速度.2.向心加速度的作用：向心加速度的方向總是與速度方向，故向心加速度只改變速度的，不改變速度的.,勻速圓周運動的加速度方向,一,圓心,垂直,方向,大小,1.向心加速度公式an或an.2.向心加速度的公式既適用于勻速圓周運動，也適用于非勻速圓周運動.,勻速圓周運動的加速度大小,二,2r,即學即用,1.判斷下列說法的正誤.(1)做勻速圓周運動的物體的加速度一定不為0.()(2)勻速圓周運動的加速度始終不變.()(3)勻速圓周運動是勻變速運動.()(4)勻速圓周運動的向心加速度的方向時刻指向圓心，大小不變.()(5)根據(jù)an知向心加速度an與半徑r成反比.()(6)根據(jù)an2r知向心加速度an與半徑r成正比.(),2.在長0.2m的細繩的一端系一小球，繩的另一端固定在水平桌面上，使小球以大小為0.6m/s的線速度在桌面上做勻速圓周運動，則小球運動的角速度為_，向心加速度大小為_.,3rad/s,1.8m/s2,探究重點提升素養(yǎng),02,向心加速度及其方向,一,導學探究如圖1甲所示，地球繞太陽做勻速圓周運動(近似的)；如圖乙所示，光滑桌面上一個小球在細線的牽引下繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動.,圖1,(1)分析地球和小球的受力情況，說明地球和小球的加速度方向；答案地球只受到太陽引力作用，方向指向圓心，加速度方向指向圓心.小球受到重力、支持力、拉力作用，合力指向圓心，故加速度的方向指向圓心.,(2)地球和小球加速度的作用是什么？答案由于加速度的方向指向圓心，故加速度只改變速度的方向，不改變速度的大小.(3)地球和小球的加速度方向變化嗎？勻速圓周運動是一種什么性質(zhì)的運動呢？答案由于地球和小球的加速度總是沿半徑指向圓心，故加速度方向是變化的.勻速圓周運動是一種變加速曲線運動.,知識深化對向心加速度及其方向的理解1.向心加速度的方向：總指向圓心，方向時刻改變.2.向心加速度的作用：向心加速度的方向總是與速度方向垂直，故向心加速度只改變速度的方向，不改變速度的大小.3.圓周運動的性質(zhì)：不論向心加速度an的大小是否變化，其方向時刻改變，所以圓周運動的加速度時刻發(fā)生變化，圓周運動是變加速曲線運動.4.變速圓周運動的加速度并不指向圓心，該加速度有兩個分量：一是向心加速度，二是切向加速度.向心加速度描述速度方向變化的快慢，切向加速度描述速度大小變化的快慢，所以變速圓周運動中，向心加速度的方向也總是指向圓心.,例1下列關(guān)于向心加速度的說法中正確的是a.向心加速度表示做圓周運動的物體速率改變的快慢b.向心加速度的方向不一定指向圓心c.向心加速度描述線速度方向變化的快慢d.勻速圓周運動的向心加速度不變,解析做勻速圓周運動的物體速率不變，向心加速度只改變速度的方向，a錯誤；向心加速度的方向總是沿著圓周運動軌跡的半徑指向圓心，b錯誤；向心加速度描述線速度方向變化的快慢，c正確；向心加速度的方向是變化的，d錯誤.,向心加速度的大小,二,1.向心加速度公式,2.向心加速度公式的適用范圍向心加速度公式不僅適用于勻速圓周運動，也適用于非勻速圓周運動，v即為那一位置的線速度，且無論物體做的是勻速圓周運動還是非勻速圓周運動，其向心加速度的方向都指向圓心.,3.向心加速度與半徑的關(guān)系(如圖2所示),圖2,例2如圖3所示，一球體繞軸o1o2以角速度勻速旋轉(zhuǎn)，a、b為球體表面上兩點，下列幾種說法中正確的是a.a、b兩點具有相同的角速度b.a、b兩點具有相同的線速度c.a、b兩點的向心加速度的方向都指向球心d.a、b兩點的向心加速度大小之比為21,圖3,解析a、b為球體表面上兩點，因此，a、b兩點的角速度與球體繞軸o1o2旋轉(zhuǎn)的角速度相同，a正確；如圖所示，a以p為圓心做圓周運動，b以q為圓心做圓周運動，因此，a、b兩點的向心加速度方向分別指向p、q，c錯誤；,例3(2019大同一中期中)如圖4所示的皮帶傳動裝置中，甲輪的軸和乙、丙輪的軸均為水平軸，其中，甲、丙兩輪半徑相等，乙輪半徑是丙輪半徑的一半.a、b、c三點分別是甲、乙、丙三輪邊緣上的點，若傳動中皮帶不打滑，則a.a、b兩點的線速度大小之比為21b.b、c兩點的角速度之比為12c.a、b兩點的向心加速度大小之比為21d.a、c兩點的向心加速度大小之比為14,圖4,解析傳動中皮帶不打滑，則a、b兩點的線速度大小相等，故vavb，則vavb11，a錯誤；b、c兩點繞同一軸轉(zhuǎn)動，故b、c兩點的角速度相等，bc，則bc11，故b錯誤；,由于b、c兩點的角速度相等，由an2r可知b、c兩點的向心加速度大小之比為abacrbrc12，又aaab12，所以aaac14，故d正確.,方法總結(jié),向心加速度公式的應用技巧向心加速度的每一個公式都涉及三個物理量的變化關(guān)系，必須在某一物理量不變時分析另外兩個物理量之間的關(guān)系.(1)先確定各點是線速度大小相等，還是角速度相同.(2)在線速度大小相等時，向心加速度與半徑成反比，在角速度相同時，向心加速度與半徑成正比.,針對訓練(2019深圳中學期中)如圖5所示，自行車的小齒輪a、大齒輪b、后輪c是相互關(guān)聯(lián)的三個轉(zhuǎn)動部分，且半徑rb4ra、rc8ra，當自行車懸空，大齒輪b帶動后輪勻速轉(zhuǎn)動時，a、b、c三輪邊緣的向心加速度的大小之比aaabac等于a.118b.414c.4132d.124,圖5,隨堂演練逐點落實,03,1.(向心加速度公式的理解)關(guān)于做勻速圓周運動的質(zhì)點，下列說法中正確的是a.由an可知，an與r成反比b.由an2r可知，an與r成正比c.由vr可知，與r成反比d.由2f可知，與f成正比,1,2,3,4,2.(向心加速度公式的理解)(多選)(2019長豐二中高一下學期期末)甲、乙兩物體都在做勻速圓周運動，下列情況下，關(guān)于向心加速度的說法正確的是a.當它們的角速度相等時，乙的線速度小則乙的向心加速度小b.當它們的周期相等時，甲的半徑大則甲的向心加速度大c.當它們的線速度相等時，乙的半徑小則乙的向心加速度小d.當它們的線速度相等時，在相同的時間內(nèi)甲與圓心的連線轉(zhuǎn)過的角度比乙的大，則甲的向心加速度比乙的小,1,2,3,4,解析角速度相等，乙的線速度小，根據(jù)公式anv，可知甲的向心加速度大于乙的向心加速度，故a正確；,1,2,3,4,線速度相等，在相同的時間內(nèi)甲與圓心的連線轉(zhuǎn)過的角度比乙的大，即甲的角速度大，根據(jù)公式anv，可知甲的向心加速度大于乙的向心加速度，故d錯誤.,3.(向心加速度的計算)(2019山東省實驗中學期中)某變速箱中有甲、乙、丙三個齒輪，如圖6所示，其半徑分別為r1、r2、r3，若甲輪勻速轉(zhuǎn)動的角速度為，三個輪相互不打滑，則丙輪邊緣上各點的向心加速度大小為,1,2,3,4,圖6,4.(向心加速度的計算)(多選)(2019遂寧市高一下學期