陕西省西安市第六十六中学高中物理《第六节 向心加速度》课件1 新人教版必修2.ppt

通过前面的学习 我们已经知道 做曲线运动的物体速度一定是变化的 即使是我们上一堂课研究的匀速圆周运动 其方向仍在不断变化着 换句话说 做曲线运动的物体 一定有加速度 圆周运动是曲线运动 那么做圆周运动的物体 加速度的大小和方向如何确定呢 这就是我们今天要研究的课题 地球受到什么力的作用 这个力可能沿什么方向 一 感知加速度的方向 应该受到指向太阳的引力作用 小球受到几个力的作用 这几个力的合力沿什么方向 小球受到重力 支持力和绳子的拉力三个力的作用 其合力即为绳子的拉力 其方向指向圆心 一 感知加速度的方向 由于我们之前没有研究过曲线运动的加速度问题 特别是加速度的方向较难理解 而牛顿第二定律告诉我们 物体的加速度方向总是和它的受力方向一致 这个关系不仅对直线运动正确 对曲线运动也同样正确 所以先通过研究力来感知加速度 特别是加速度的方向 但我们具体研究时仍要根据加速度的定义来进行 为了进一步增加感性认识 请同学们再举出几个类似的做圆周运动的实例 并就刚才讨论的类似问题进行说明 我们这节课要研究的是匀速圆周运动的加速度 可是以上两个例题却在研究物体所受的力 这不是 南辕北辙 了吗 一 感知加速度的方向 在刚才的研究中 同学们已充分感知了做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心 所以物体的加速度也指向圆心 是不是由此可以得出结论 任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向圆心 暂时不能 因为上面只研究了有限的实例 还难以得出一般性的结论 然而 这样的研究十分有益 因为它强烈地向我们提示了问题的答案 给我们指出了方向 一 感知加速度的方向 二 速度变化量 速度的变化量 v是矢量还是标量 如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上 如何表示速度的变化量 v 把我们在第三章中学过的两个矢量相加的三角形法则逆过来运用就可以得出两个不在同一直线上的矢量的相减 三 向心加速度 1 在a b两点画速度矢量va和vb时 要注意什么 2 将va的起点移到b点时要注意什么 3 如何画出质点由a点运动到b点时速度的变化量 v 4 v t表示的意义是什么 5 v与圆的半径平行吗 在什么条件下 v与圆的半径平行 在图6 6 6丁中 v的延长线并不通过圆心 为什么说这个加速度是 指向圆心 的 三 向心加速度 课本第50页上的第5行的 将va的起点移到b 同时保持va的长度和方向不变 它仍可代表质点在a处的速度 这一句话就是答案的依据 上面的推导不涉及 地球公转 小球绕图钉转动 等具体的运动 结论具有一般性 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 三 向心加速度的方向 an v2 r an r 2 三 向心加速度的大小 按照课本第5l页 做一做 栏目中的提示 在练习本上推导出向心加速度的表达式 第5l页 做一做 栏目 三 向心加速度表达式的推导过程 正确认识向心加速度的两种表达式 下列关于向心加速度的说法中 正确的是 a 向心加速度的方向始终与速度的方向垂直b 向心加速度的方向保持不变c 在匀速圆周运动中 向心加速度是恒定的d 在匀速圆周运动中 向心加速度的大小不断变化 a 如图6 6 10所示 长度为l 0 5m的轻杆 一端固定质量为m 1 0kg的小球a 小球的半径不计 另一端固定在一转动轴o上 小球绕轴在水平面上匀速转动的过程中 每隔0 1s杆转过的角度为30 试求 小球运动的向心加速度 14m s2 一 感知做匀速圆周运动的物体加速度的方