高中物理 55 向心加速度课件 新人教版必修2.ppt

5向心加速度 1 知道速度变化量的概念 明确速度变化量是矢量 理解速度变化量与初 末速度的关系 2 理解向心加速度的概念 3 理解向心加速度公式及有关计算 4 了解向心加速度公式的推导 1 推测 圆周运动的速度方向不断改变 一定是 运动 必定有 圆周运动的实例分析 变速 加速度 2 实例分析 太阳中心 圆心 圆心 圆心 思考1 匀速圆周运动是加速度不变的曲线运动吗 提示 匀速圆周运动的加速度总是指向圆心 所以其方向不断变化 1 如图所示 细绳的一端固定 另一端系一小球 让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 关于小球运动到p点时的加速度方向 下列图中可能的是 解析做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度 其方向指向圆心 b正确 答案b 1 定义 任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向 2 大小 1 an 2 an 3 方向 沿半径方向指向 与线速度方向 向心加速度 圆心 2r 圆心 垂直 提示 他们两人的观点都不准确 当v一定时 an与r成反比 当 一定时 an与r成正比 2 关于向心加速度的说法正确的是 a 向心加速度越大 物体速率变化越快b 向心加速度的大小与轨道半径成反比c 向心加速度的方向始终与速度的方向垂直d 在匀速圆周运动中 向心加速度是变量 解析答案cd 速度的变化量是指运动物体在一段时间内末速度与初速度之差 即 v v2 v1 速度的变化量是矢量 既有大小 又有方向 速度的变化量 典例1 物体以初速度v0做平抛运动 经一段时间 未落地 速度大小变为v 如图5 5 1所示 则此过程中物体速度变化量的大小和方向分别为 图5 5 1 答案c 速度的变化量的计算 1 同一直线上的速度的变化量图5 5 2图5 5 3图5 5 4 2 不在同一直线上的速度的变化量当v1和v2不在同一直线上时 物体做曲线运动 如图5 5 4所示 作图时将初速度v1平移到b点 从v1的末端作 v至v2的末端 则 v即速度的变化量 跟踪1 一质点做匀速圆周运动 其半径为2m 周期为3 14s 如图5 5 5所示 求质点从a点转过90 到达b点时速度的变化量 图5 5 5 1 物理意义描述线速度改变的快慢 只表示线速度的方向变化的快慢 不表示其大小变化的快慢 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 对向心加速度的理解 3 非匀速圆周运动 图5 5 6 典例2 图5 5 7为p q两物体做匀速圆周运动的向心加速度an的大小随半径r变化的图象 其中p为双曲线的一个分支 由图可知 a p物体运动的线速度大小不变b p物体运动的角速度不变c q物体运动的角速度不变d q物体运动的线速度大小不变 图5 5 7 审题技巧研究图线p 答案ac 图5 5 8 跟踪2 关于向心加速度 下列说法正确的是 a 向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量b 向心加速度是描述线速度的方向变化快慢的物理量c 向心加速度时刻指向圆心 方向不变 答案b 分析方法1 根据题目中所给的条件 灵活选取an的各种表达式 既可以减少运算又能顺利地求解问题 在求解半径r的大小时 要建立转动物体的空间模型 结合几何关系求出待求量 2 对车辆辐条的转动 汽车转弯 皮带传动等生产 生活中的实例 我们可以通过探究其an v r等物理量的变化规律 抓住关键物理量 an v r等 的相互约束关系求解 典例剖析 典例 如图5 5 9所示 一个球绕中心轴线oo 以角速度 做匀速圆周运动 则 图5 5 9 a a b两点的线速度相同b a b两点的角速度相同 答案bcd 审题技巧 向心加速度的每个公式都涉及三个物理量的变化关系 所以必须在某一物理量不变时 才可以判断另外两个物理量之间的关系 在v一定的情况下 可认为物体的向心加速度an与r成反比 而在 一定的情况下 可认为物体的向心加速度an与r成正比 我来冲关 一轿车以30m s的速率沿半径为60m的圆弧形公路行驶 当轿车从a运动到b时 轿车和圆心的连线转过的角度为90 求 1 此过程中轿车的位移大小 2 此过程中轿车通过的路程 3 轿车运动的向心加速度大小 答案 1 85m 2 94 2m 3 15m s2 状元微博 1 有关向心加速度的几个公式 2 向心加速度的方向总是指向圆心 始终与速度方向垂直 故向心加速度只改变速度的方向 不改变速度的大小 一 对向心加速度的理解1 下列说法正确的是 a 匀速圆周运动的速度大小保持不变 所以做匀速圆周运动的物体没有加速度b 做匀速圆周运动的物体 虽然速度大小不变 但方向时刻在改变 所以必有加速度c 做匀速圆周运动的物体 加速度的大小保持不变 所以是匀变速 曲线 运动d 匀速圆周运动的加速度大小虽然不变 但方向始终指向圆心 加速度的方向发生了变化 所以匀速圆周运动既不是匀速运动 也不是匀变速运动 解析加速度恒定的运动才是匀变速运动 向心加速度的方向时刻改变 匀速圆周运动是速度的大小不变 而速度的方向时刻变化的运动 所以b d正确 答案bd 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才恒定 故c错 d对 答案bd 二 向心加速度公式的应用3 一物体以12m s的线速度做匀速圆周运动 转动周期为3s 则物体在运动过程中的任一时刻 速度变化率的大小为 答案d 4 如图5 5 10所示 o o1为两个皮带轮 o轮的半径为r o1轮的半径为r 且r r m点为o轮边缘上的一点 n为o1轮上的任意一点 当皮带轮转动时 设转动过程不打滑 则 图5 5 10 a m点的向心加速度一定大于n点的向心加速度b m点的向心加速度一定等于n点的向心加速度c m点的向心加速度可能小于n点的向心加速度d m点的向心加速度可能等于n