高中物理 第五章 第5节 向心加速度课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 曲线运动 第五章 第五节向心加速度 第五章 我们知道做圆周运动的物体速度时刻变化 一定存在加速度 这一节我们就来探究做圆周运动物体的加速度与哪些因素有关 1 实例分析 1 地球绕太阳做近似的匀速圆周运动 地球受到 的引力 方向由地球球心指向 中心 2 光滑桌面上一个小球由于细线的牵引 绕桌面上的图钉做匀速圆周运动 小球受到的力有重力 桌面的 细线的 其中 和 在竖直方向上平衡 拉力总是指向 圆周运动的实例分析 太阳 太阳 支持力 拉力 重力 支持力 圆心 2 结论猜测一切做匀速圆周运动的物体所受的合力及其加速度均指向 圆心 1 定义 做匀速圆周运动的物体 加速度指向 这个加速度称为向心加速度 2 大小 an 或an 3 方向 时刻指向圆心 始终与速度方向 故它只改变速度的 而不改变速度的 4 物理意义 描述圆周运动 改变快慢的物理量 向心加速度 圆心 v2 r r 2 垂直 方向 大小 速度方向 一 速度变化量1 速度变化量 1 速度变化量是指运动物体在一段时间内的末速度与初速度之差 2 速度是矢量 速度的变化量 v也是矢量 v v2 v1是矢量式 其运算满足平行四边形定则或三角形定则 3 在匀速圆周运动中 物体由a运动到b 其速度变化量 v如图所示 试证明做匀速圆周运动物体的加速度方向指向圆心 证明 如图所示 物体从a点经时间 t沿圆周匀速率运动到b点 转过的角度为 二 对向心加速度的理解1 物理意义描述线速度改变的快慢 只改变线速度方向 不改变其大小 2 方向总是沿着圆周运动的半径指向圆心 即方向始终与运动方向垂直 方向时刻改变 不论加速度an的大小是否变化 an的方向总是时刻改变的 所以圆周运动一定是变加速运动 特别提醒 1 在匀速圆周运动中 物体的加速度就是向心加速度 方向一定指向圆心 2 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大小 2 加速度与半径的关系加速度与半径的关系与物体的运动特点有关 若线速度一定 an与r成反比 若角速度 或周期 转速 一定 an与r成正比 如图所示 特别提醒 1 以上公式也适用于变速圆周运动中向心加速度的计算 但计算得到的只是沿径向的加速度 不包括沿切向的加速度 2 不同的表达式中 an与同一物理量间有不同的关系 所以在讨论an与其中一个量的关系时 要根据不变量选择合适的公式讨论 温州市十校联合体12 13学年高一下学期期中联考 自行车的大齿轮 小齿轮 后轮三个轮子的半径不一样 它们的边缘上有三个点a b c 向心加速度随半径变化图象如图所示 可以知道 a a b两点加速度关系满足甲图线b a b两点加速度关系满足乙图线c b c两点加速度关系满足甲图线d b c两点加速度关系满足乙图线答案 ad 对向心加速度的理解 关于向心加速度 下面说法正确的是 a 向心加速度是描述线速度变化的物理量b 向心加速度只改变线速度的方向 不改变线速度的大小c 向心加速度大小恒定 方向时刻改变d 向心加速度匀速圆周运动的向心加速度不变 解析 加速度是描述速度变化快慢的物理量 向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量 因此a错 b对 只有匀速圆周运动的向心加速度大小恒定 c错 向心加速度的方向时刻改变 故d错 答案 b点评 向心加速度是矢量 方向始终指向圆心 宁夏大学附中2014 2015学年高一下学期期中 由于地球的自转 地球表面上各点均做匀速圆周运动 所以 a 地球表面各处具有相同大小的线速度b 地球表面各处具有相同大小的角速度c 地球表面各处具有相同大小的向心加速度d 地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心答案 b 解析 地球自转时 地球表面上各点的角速度相同 而线速度v r v与r成正比 赤道上各点线速度最大 故a错误 b正确 根据向心加速度公式an 2r 知道向心加速度与半径成正比 赤道上向心加速度最大 故c错误 地球表面各处的向心加速度方向指向地轴方向 只有赤道上指向地心 故d错误 向心加速度的计算 答案 as 4m s2aq 24m s2 点评 先根据皮带传动或同轴转动分析出研究点的线速度关系或角速度关系 然后再利用向心加速度公式分析 答案 1500s8 6 10 4 开放 探究 汽车以一定的速度在草原上沿直线匀速行驶 突然发现正前方有一河沟 为了尽可能地避免掉进河沟 通常有急转弯或急刹车两种方式 假设汽车急转弯做匀速圆周运动 急刹车做匀减速直线运动 且转弯时的向心加速度大小等于刹车时的加速度 请问司机是紧急刹车好 还是马上急转弯好 答案 刹车好 改编题 将来人类将离开地球到宇宙中去生活 可以设计成如图所示的宇宙村 它是一个圆环形的密闭建筑物 人们生活在圆环形建筑的边上 为了使人在其中生活不至于有失重感 可以让它旋转 设这个建筑物的直径为200m 那么 当它绕其中心轴转动的转速为多大时 人才感觉到像生活在地球上一样 感受到10m s2的重力加速度 如果转速超过了上述值 人们将有怎样的感觉 答案 0 05r s超重 易错点 对向心加速度的理解不清导致错误案例 关于向心加速度 以下说法中正确的是 a 物体做匀速圆周运动时 向心加速度就是物体的合加速度b 物体做圆周运动时 向心加速度就是物体的合加速度c 物体做圆周运动时的加速度的方向始终指向圆心d 物体做匀速圆周运动的加速度的方向始终指向圆心 易错分析 本题易错选项及错误原因分析如下 正确解答 物体做匀速圆周运动时 向心加速度就是物体的合加速度 物体做变速圆周运动时 向心加速度只是合加速度的一个分量 a正确 b错误 物体做匀速圆周运动时 只具有向心加速度 加速度方向始终指向圆心 物体做变速圆周运动时 圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度不再指向圆心 c错误 d正确 正确答案 ad 点评 在一般圆周运动中 合加速度通常有两个分量 切向