向心加速度 课件 (共29张PPT) 2024-2025学年高中物理人教版(2019)必修第二册

(课件网) 第三节 向心加速度 第六章 圆周运动 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 素养目标 1.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 2.了解分析匀速圆周运动速度变化量时用到的极限思想 3.能根据问题情景选择合适的向心加速度的表达式 天宫二号空间实验室在轨飞行时，可认为它绕地球做匀速圆周运动。尽管线速度大小不变，但方向却时刻变化，因此，它运动的加速度一定不为0。那么，该如何确定它在轨飞行时加速度的方向和大小呢？ 复习与 回顾 1.向心力的方向？ 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。 2.向心力的作用？ 3.向心力的大小？ 根据牛顿第二定律，物体的加速度方向跟合外力的方向相同 小球绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。 G FN F 新课讲解 O v v v 线速度 大小 方向 不变 时刻变化 根据加速度的定义式 可知，只要有速度的变化就一定会有加速度。 这个加速度的方向沿哪里呢？ 一、匀速圆周运动的加速度方向 一、匀速圆周运动的加速度方向 1.向心加速度：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度 4.物理意义：描述速度方向变化的快慢 2.符号：an 3.方向：始终指向圆心 5.说明：匀速圆周运动加速度的方向时刻改变， 所以匀速圆周运动不是匀变速运动，而是变加速运动。 v an 做变速圆周运动的物体，加速度并不指向圆心，该加速度有两个分量： 一是向心加速度；二是切向加速度，切向加速度改变速度的大小。 因此一般情况下，物体做圆周运动的加速度方向不一定指向圆心。 思考讨论：变速圆周运动的加速度和向心加速度有什么关系？ a v at an （传动） （轴动） 根据 牛顿第二定律 物理意义：描述速度方向变化的快慢 单位：m/s2 二、匀速圆周运动的加速度大小 思考：对于向心加速度的公式，同学们有各自的看法。从 看，向心加速度与半径成反比；从a = ω2r看，向心加速度与半径成正比。这两个结论是否矛盾？ AB通过链条连接，属于传动装置，同一传动装置各轮边缘上线速度相等。所以适用“向心加速度与半径成反比” BC 同在一根轴上，属于同轴转动装置，同轴转动轮上各点的角速度相等。所以适用“向心加速度与半径成正比 正确认识向心加速度的两种表达式 不矛盾：若角速度ω相同，则an与r成正比，如甲图； 若线速度v大小相同，则an与r成反比，如乙图 当ω一定时，a与r成正比 当v一定时，a与r成反比 （1）直线运动中的速度变化量： v1 v2 Δv v1 v2 Δv 拓展学习：用运动学的方法求向心加速度方向和大小 （2）曲线运动中的速度变化量： v1 v2 A B v2 v1 Δv （3）从几何角度推导向心加速度的大小： 如图甲所示，一物体沿着圆周运动，在 A、B 两点的速度分别为 vA、vB，可以分四步确定物体运动的加速度方向。 第一步，根据曲线运动的速度方向沿着切线方向，画出物体经过 A、B 两点时的速度方向，分别用 vA、vB 表示，如图甲所示。 第二步，平移 vA 至 B 点，如图乙所示。 第三步，根据矢量运算法则，做出物体由 A 点到 B 点的速度变化量 Δv，其方向由 vA 的箭头位置指向 vB 的箭头位置，如图丙所示。由于物体做匀速圆周运动，vA、vB 的大小相等，所以，Δv与 vA、vB 构成等腰三角形。 第四步，假设由 A 点到 B 点的时间极短，在匀速圆周运动的速度大小一定的情况下，A 点到 B 点的距离将非常小，作出此时的 Δv，如图丁所示。 仔细观察图丁，可以发现，此时，Δv与vA、vB都几乎垂直，因此Δv的方向几乎沿着圆周的半径，指向圆心。由于加速度a与Δv的方向是一致的，所以从运动学角度分析也可以发现：物体做匀速圆 ... ...