向心加速度 課件- 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第六章圓周運(yùn)動(dòng)§6.3向心加速度匯報(bào)人姓名CONTENTS教學(xué)目標(biāo)01知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心加速度大小的表達(dá)式，理解向心加速度與半徑的關(guān)系，并會(huì)用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算03能根據(jù)問(wèn)題情境選擇合適的向心加速度的表達(dá)式02了解分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度變化量時(shí)用到的極限思想01教學(xué)重、難點(diǎn)PARTONE1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？2.向心力的來(lái)源是什么？溫故而知新天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在軌飛行時(shí)，可認(rèn)為它繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。盡管線速度大小不變，但方向卻時(shí)刻變化，因此，它運(yùn)動(dòng)的加速度一定不為0。那么，該如何確定它在軌飛行時(shí)加速度的方向和大小呢？腦洞大開(kāi)問(wèn)題來(lái)了

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，是否具有加速度？問(wèn)題來(lái)了

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體加速度指向圓心．這個(gè)加速度稱(chēng)為向心加速度．

根據(jù)牛頓第二定律，勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(hào)：

3.方向：

勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度的大小不變，方向時(shí)刻改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)，是變加速運(yùn)動(dòng)4.說(shuō)明：

問(wèn)題來(lái)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(yùn)動(dòng)，在

A、B

兩點(diǎn)的速度分別為

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

A、B

兩點(diǎn)時(shí)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(diǎn)，如圖乙所示。拓展學(xué)習(xí)第三步，根據(jù)矢量運(yùn)算法則，做出物體由

A

點(diǎn)到

B

點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，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(diǎn)到

B

點(diǎn)的時(shí)間極短，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小一定的情況下，A

點(diǎn)到

B

點(diǎn)的距離將非常小，作出此時(shí)的

Δv，如圖丁所示。拓展學(xué)習(xí)仔細(xì)觀察圖丁，可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)，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(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析也可以發(fā)現(xiàn)：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度指向圓心。拓展學(xué)習(xí)1.動(dòng)力學(xué)原理:牛頓第二定律2.運(yùn)動(dòng)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(dá)式，推導(dǎo)向心加速度的表達(dá)式：1.用v

和r來(lái)表示向心加速度：2.用ω

和r來(lái)表示向心加速度：3.用v和ω

來(lái)表示向心加速度：1.動(dòng)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(lái)表示向心加速度：5.用n(f)和r來(lái)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(dá)式，推導(dǎo)向心加速度的表達(dá)式：1.動(dòng)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(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的線速度一定時(shí)，向心加速度與半徑r成反比；2、當(dāng)角速度ω一定時(shí)，向心加速度與半徑r成正比。PARTONE01思考討論P(yáng)ARTONE他們兩人的觀點(diǎn)都不正確.當(dāng)v一定時(shí)，an與r成反比；當(dāng)ω一定時(shí)，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(guò)程物體從A點(diǎn)經(jīng)時(shí)間Δt沿圓周勻速率運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為Δθ，如圖所示，因?yàn)関A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(shuō)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?cè)趧蛩賵A周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的在勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),線速度v=0.2m/s,則它的向心加速度為_(kāi)_____m/s2，角速度為_(kāi)____rad/s，周期為_(kāi)____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(shuō)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(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的加速度之比.

課堂小結(jié)完成課后作業(yè)P