2019_20學年高中物理第五章5.向心加速度課件新人教版必修.pptx

5.向心加速度,自我檢測,自主梳理,一、對勻速圓周運動中加速度的認識 1.勻速圓周運動的速度方向不斷改變,一定是變速運動,必定有加速度。 2.實例分析,自我檢測,自主梳理,二、向心加速度 1.定義:做勻速圓周運動的物體指向圓心的加速度。 3.方向:沿半徑指向圓心,與線速度方向垂直。,自我檢測,自主梳理,正誤辨析 (1)勻速圓周運動是加速度不變的曲線運動。( ) 解析:勻速圓周運動加速度的方向是不斷變化的,所以勻速圓周運動是加速度變化的曲線運動。 答案: (2)勻速圓周運動的向心加速度的方向始終與速度方向垂直。( ) 答案: (3)物體做勻速圓周運動時,速度變化量為零。( ) 解析:速度變化量是末速度與初速度的矢量差,物體做勻速圓周運動時,速度方向不斷變化,速度變化量不為零。 答案:,自我檢測,自主梳理,(4)甲同學認為,由公式 知,向心加速度an與運動半徑r成反比。( ) 解析:當v一定時,an與r成反比。 答案: (5)乙同學認為,由公式an=2r知,向心加速度an與運動半徑r成正比。( ) 解析:當一定時,an與r成正比。 答案:,探究一,探究二,情景導引 如圖甲所示,表示地球繞太陽做勻速圓周運動(近似的);如圖乙所示,表示光滑桌面上一個小球由于細線的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動。分析地球和小球的運動,并回答以下問題: (1)在勻速圓周運動過程中,地球、小球的運動狀態(tài)發(fā)生變化嗎?若變化,變化的原因是什么? (2)分析地球受到什么力的作用?這個力沿什么方向?小球受到幾個力的作用,合力沿什么方向? (3)根據(jù)牛頓第二定律,分析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?,對向心加速度的理解,隨堂檢測,探究一,探究二,要點提示(1)地球和小球的速度方向不斷發(fā)生變化,所以運動狀態(tài)發(fā)生變化。運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因是因為受到力的作用。 (2)地球受到太陽的引力作用,方向沿半徑指向圓心。小球受到重力、支持力、繩的拉力作用,合力等于繩的拉力,方向沿半徑指向圓心。 (3)物體的加速度跟它所受合力方向一致,所以地球和小球的加速度都是沿半徑指向圓心。加速度的方向時刻指向圓心,所以方向不斷變化。勻速圓周運動是一種變加速曲線運動。,隨堂檢測,探究一,探究二,知識歸納 1.向心加速度的物理意義 描述線速度改變的快慢,只改變線速度方向,不改變其大小。 2.向心加速度的方向 不論加速度an的大小是否變化,向心加速度總是沿著圓周運動的半徑指向圓心,方向時刻改變。,隨堂檢測,探究一,探究二,3.非勻速圓周運動的加速度 對于非勻速圓周運動,如圖所示。(1)物體加速度的方向不再指向圓心。(2)其中一個分加速度的方向指向圓心,為向心加速度,仍滿足公式 ,其作用仍然是改變速度的方向。(3)另一個分加速度改變速度的大小。 畫龍點睛 無論是勻速圓周運動,還是變速圓周運動都有向心加速度,且方向都指向圓心。,隨堂檢測,探究一,探究二,典例剖析 例1 (多選)關(guān)于向心加速度,以下說法正確的是 ( ) A.向心加速度的方向始終與速度方向垂直 B.向心加速度只改變線速度的方向,不改變線速度的大小 C.物體做圓周運動時的加速度方向始終指向圓心 D.物體做勻速圓周運動時的加速度方向始終指向圓心 解析:向心加速度的方向沿半徑指向圓心,速度方向則沿圓周的切線方向。所以,向心加速度的方向始終與速度方向垂直,只改變線速度的方向,物體做勻速圓周運動時,只具有向心加速度,加速度方向始終指向圓心;一般情況下,圓周運動的向心加速度與切向加速度的合加速度的方向不一定始終指向圓心。故選項A、B、D正確。 答案:ABD,隨堂檢測,探究一,探究二,變式訓練1關(guān)于向心加速度,下列說法正確的是 ( ) A.向心加速度是描述線速度變化的物理量 B.向心加速度只改變線速度的方向,不改變線速度的大小 C.向心加速度大小恒定,方向時刻改變 D.物體做非勻速圓周運動時,向心加速度的大小不可用 來計算 解析:加速度是描述速度變化快慢的物理量,向心加速度是描述線速度方向變化快慢的物理量,因此A錯誤,B正確;只有勻速圓周運動的向心加速度大小才恒定,公式 任何圓周運動都適用,故C、D錯誤。 答案:B,隨堂檢測,探究一,探究二,情景導引 如圖所示,自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個輪子的半徑不一樣,A、B、C是它們邊緣上的三個點,請思考: (1)A和B兩個點的向心加速度與半徑有什么關(guān)系? (2)B和C兩個點的向心加速度與半徑有什么關(guān)系? 要點提示(1)A、B兩個點的線速度相同,向心加速度與半徑成反比。 (2)B、C兩個點的角速度相同,向心加速度與半徑成正比。,向心加速度的公式和應用,隨堂檢測,探究一,探究二,隨堂檢測,探究一,探究二,2.向心加速度an與半徑r的關(guān)系圖象 (1)當角速度一定時,向心加速度與運動半徑成正比,如圖甲所示。 (2)當線速度一定時,向心加速度與運動半徑成反比,如圖乙所示。 畫龍點睛 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。,隨堂檢測,探究一,探究二,典例剖析 例2如圖所示,一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動,皮帶和兩輪之間無相對滑動,大輪的半徑是小輪半徑的2倍,大輪上的一點S離轉(zhuǎn)動軸的距離是大輪半徑的 。當大輪邊緣上的P點的向心加速度是12 m/s2 時,大輪上的S點和小輪邊緣上的Q點的向心加速度各為多少?,隨堂檢測,探究一,探究二,答案:4 m/s2 24 m/s2,隨堂檢測,探究一,探究二,規(guī)律方法 求解向心加速度的技巧 向心加速度的每個公式都涉及三個物理量,在比較傳動裝置上不同點向心加速度的關(guān)系時,按下列兩步進行分析。 (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。,隨堂檢測,探究一,探究二,變式訓練2 如圖所示,一半徑為R的球體繞軸O1O2以角速度勻速轉(zhuǎn)動,A、B為球體上兩點。下列說法中正確的是( ) 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兩點具有相同的向心加速度 D.A、B兩點的向心加速度方向都指向球心,隨堂檢測,探究一,探究二,答案:A,隨堂檢測,探究一,探究二,隨堂檢測,1.一個小球在豎直放置的光滑圓環(huán)里做圓周運動。關(guān)于小球的加速度方向,下列說法中正確的是( ) A.一定指向圓心 B.一定不指向圓心 C.只在最高點和最低點指向圓心 D.不能確定是否指向圓心 解析:小球受重力與圓環(huán)彈力的作用,重力方向豎直向下,彈力方向沿半徑方向,只在最高點和最低點小球所受重力與彈力的合力才指向圓心。根據(jù)牛頓第二定律,小球的加速度也只在最高點和最低點指向圓心,正確選項為C。 答案:C,探究一,探究二,隨堂檢測,2.一小球被細線拴著做勻速圓周運動,若其軌道半徑為R,向心加速度為an,則( ) A.小球相對于圓心的位移不變 答案:B,探究一,探究二,隨堂檢測,3.如圖所示,在皮帶傳動中,兩輪半徑不等,下列說法正確的是( ) A.兩輪角速度相等 B.兩輪邊緣線速度的大小相等 C.大輪邊緣一點的向心加速度大于小輪邊緣一點的向心加速度 D.同一輪上各點的