6.3向心加速度課件高一下學(xué)期物理人教版

第六章圓周運(yùn)動(dòng)3.向心加速度問(wèn)題天宮二號(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，周此，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?勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力提供向心力，合力的方向總是指向圓心，如圖6.3-1所示。根據(jù)牛頓第二定律，物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向與它所受合力的方向相同,因此，物體做勾速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度總指向圓心，我們把它叫作向心加速度。符號(hào):an方向:始終指向圓心物理意義:描述速度方向變化的快慢說(shuō)明: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)我們知道，加速度是速度的變化率。在研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們?cè)ㄟ^(guò)分析速度變化的情況，得出直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向。其實(shí)，在研究勻這圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣可以通過(guò)這種辦法來(lái)確定加速度的方向。用運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法求向心加速度的方向，在本節(jié)后的“拓展學(xué)習(xí)”中會(huì)涉及。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小兩種探究方案: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

思考與討論：

自行車(chē)的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，它們的邊緣有三個(gè)點(diǎn)A、B、C、如圖6.3-2所示。其中哪兩點(diǎn)向心加速度的關(guān)系適用于“向心加速度與半徑成正比”，哪兩點(diǎn)造用于“向心加速度與半徑成反比”?給出解釋如圖6.3-3所示，在長(zhǎng)為l的細(xì)繩下端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，捏住繩子的上端，使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩就沿圓錐面旋轉(zhuǎn)，這樣就成了一個(gè)圓錐擺。當(dāng)繩子跟豎直方向的夾角為θ時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)的向心加速度an的大小為多少?通過(guò)計(jì)算說(shuō)明:要增大夾角θ，應(yīng)該增大小球運(yùn)動(dòng)的角速度ω。分析：由于小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，向心加速度的方向始終指向圓心。可以根據(jù)受力分析，求出向心力的大小，進(jìn)而求出向心加速度的大小。根據(jù)向心加速度公式，分析小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω與夾角θ之間的關(guān)系。拓展學(xué)習(xí)

學(xué)以致用-練習(xí)鞏固1.甲、己兩物體都在做勻速圈周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于以下四種情沉各舉一個(gè)實(shí)際的例子。在這四種情況下，哪個(gè)物體的向心加速度比較大?A.它們的線速度大小相等，乙的半徑小B.它們的周期相等，甲的半徑大C，它們的角速度相等，乙的線速度小D，它們的線速度大小相等，在相同時(shí)間內(nèi)甲與圓心的連線掃過(guò)的角度比乙的大2.月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道接近圓，半徑為3.84×105km，公轉(zhuǎn)周期是27.3天，月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度是多大?3.一部機(jī)器與電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶連接，機(jī)器皮帶輪的半徑是電動(dòng)機(jī)皮帶輪半徑的3倍(圖6.3-5)，皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動(dòng)。已知機(jī)器皮帶輪邊緣上一點(diǎn)的向心加速度為0.10m/s(1)電動(dòng)機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的轉(zhuǎn)速之比n1:n2是多少?(2)機(jī)器皮帶輪上4點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為輪半徑的一半，A點(diǎn)的向心加速度是多少?(3)電動(dòng)機(jī)皮帶輪邊緣上某點(diǎn)的向心加速度是多少?4.A、B兩般快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相同的時(shí)間內(nèi)，它們通過(guò)的路程之比是4:3，運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之比是3:2，它們的向心加速度之比是多少?5.下列關(guān)于向心加速度的說(shuō)法中正確的是（）

A.向心加速度表示做圓周運(yùn)動(dòng)的物體速率改變的快慢B.向心加速度表示角速度變化的快慢C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小不變D.只要是圓周運(yùn)動(dòng)，其加速度都是不變的6.如圖所示，為4、B兩質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的圖象，其中A為雙曲線的一個(gè)分支，由圖可知()。A.A物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變B.A物體運(yùn)動(dòng)的角速度大小不變C.B物體運(yùn)動(dòng)的角速度大小不變D.B物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變7.甲、乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量之比為1:2，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1:2，在相等時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過(guò)6