2019-2020学年高中物理 第五章 曲线运动 第5节 向心加速度课件 新人教版必修2

第5节向心加速度,学习目标,1.知道匀速圆周运动是变速运动,具有指向圆心的加速度向心加速度。2.知道向心加速度的表达式,并会用来进行简单的计算。3.能根据问题情景选择合适的向心加速度的表达式。4.知道向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。,自主学习,教材提炼,知识梳理,一、匀速圆周运动中加速度的方向1.做匀速圆周运动的物体,其加速度的方向,这个加速度称为。2.由于匀速圆周运动中向心加速度的方向,所以匀速圆周运动既不是运动,也不是运动,而是运动。,总指向圆心,向心加速度,时刻在发生变化,匀速,匀加速,变加速,2r,v,练一练,1.2013年6月20日,航天员王亚平在“天宫一号”舱内授课,演示了小球做匀速圆周运动。小球运动过程中一定会发生变化的是()a.速率b.周期c.加速度d.角速度,c,解析:向心加速度是矢量,且方向始终指向圆心,因此为变量,选项c正确。,2.关于地球上的物体随地球自转的向心加速度,下列说法正确的是()a.在赤道上的向心加速度最小b.在地球上各处的向心加速度一样大c.随着纬度升高,向心加速度逐渐减小d.在地球上各处的向心加速度都指向地心,c,解析:地球上的物体随地球自转的角速度是相等的,而在赤道上的物体其圆周运动的半径最大,由an=r2可知,选项a,b错误;随着纬度升高,圆周运动的半径逐渐减小,由an=r2可知,选项c正确;地球上各点做圆周运动的圆心在地球自转的转轴上,向心加速度并不都是指向地心,故选项d错误。,3.一辆高速列车在试验时以360km/h的恒定速率在半径为20000m的水平面上做匀速圆周运动。则驾驶员做圆周运动的加速度为()a.0b.0.5m/s2c.2.88m/s2d.5.0m/s2,b,4.如图所示,一球体绕轴o1o2以角速度匀速旋转,a,b为球体上两点,下列说法中正确的是()a.a,b两点具有相同的角速度b.a,b两点具有相同的线速度c.a,b两点的向心加速度的方向都指向球心d.a,b两点的向心加速度之比为21,a,要点一对向心加速度的理解,课堂探究,例1下列关于圆周运动的加速度、向心加速度的方向说法不正确的是()a.在匀速圆周运动中,向心加速度的方向一定指向圆心b.在匀速圆周运动中,加速度的方向一定指向圆心c.在圆周运动中,向心加速度的方向一定指向圆心d.在圆周运动中,加速度的方向一定指向圆心,d,思路探究:(1)在匀速圆周运动中,速度大小和方向哪个发生变化?(2)在非匀速圆周运动中,速度大小和方向哪个发生变化?(3)向心加速度是描述哪个物理量变化快慢的物理量?加速度是描述哪个物理量变化快慢的物理量?答案:(1)在匀速圆周运动中,速度大小不发生变化,方向时刻在变化。(2)非匀速圆周运动中,速度大小和方向都时刻在变化。(3)向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量,加速度是描述速度(大小和方向)变化快慢的物理量。,解析:在圆周运动中(匀速圆周运动和非匀速圆周运动),向心加速度的方向一定指向圆心,故选项a,c正确;由于在匀速圆周运动中,速度的大小不发生变化,因此加速度和向心加速度是相同的,故均指向圆心,选项b正确;在非匀速圆周运动中,向心加速度指向圆心,加速度不指向圆心,选项d不正确。,规律方法,圆周运动中的加速度和向心加速度的关系,(1)不管物体做什么样的圆周运动,其向心加速度的方向一定指向圆心。(2)在匀速圆周运动中,加速度的方向一定指向圆心,在非匀速圆周运动中,加速度的方向一般不指向圆心。,针对训练1:关于向心加速度,下列说法正确的是()a.它是描述角速度变化快慢的物理量b.它是描述线速度大小变化快慢的物理量c.它是描述线速度方向变化快慢的物理量d.它是描述角速度方向变化快慢的物理量,c,解析:圆周运动的向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小,向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量,做圆周运动的物体,其切向加速度改变线速度大小,它是描述线速度大小变化快慢的物理量。向心加速度不改变角速度的大小和方向,故选项a,b,d均错误,c正确。,要点二向心加速度的表达式及其应用,例2对于做匀速圆周运动的质点,下列说法正确的是(),d,思路探究:多变量表达式中,要确定其中两个变量为正比或反比关系,对第三个量有何要求?答案:多变量表达式中,要确定其中两个变量为正比或反比关系,第三个量应为定值。,规律方法,an与r的关系图象,如图甲、乙所示,由an-r图象可以看出:an与r成正比还是反比,要看是恒定还是v恒定。,针对训练2:飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可近似看成圆弧,如果这段圆弧的半径r=800m,飞行员能承受的最大加速度为8g(g=10m/s2),则飞机在最低点的速度不得超过多少?,课堂达标,1.下列关于匀速圆周运动的性质的说法正确的是()a.匀速运动b.匀加速运动c.加速度不变的曲线运动d.变加速曲线运动,d,解析:匀速圆周运动是变速运动,它的加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变量,故匀速圆周运动是变加速曲线运动,选项a,b,c错误,d正确。,2.航天训练中心通常应用离心机对航天员进行超重模拟训练。如图所示为目前我国航天员中心用来训练的载人离心机,若其旋转手臂长l,航天员在训练舱中训练时达到8倍重力加速度,则此时航天员做圆周运动的线速度大小为(),b,3.一只质量为m的老鹰,以速率v在水平面内做半径为r的匀速圆周运动,则关于老鹰的向心加速度的说法正确的是(),c,4.如图所示为一辆处于静止状态的自行车,前、后轮的半径都为0.3m,若使自行车后轮架空(前轮未离地),用手以每秒1圈顺时针转动踏脚板,a,b点在轮缘上,c点在辐条上,则以下说法正确的是()a.b点的瞬时速度为0.3m/sb.b,c两点的角速度为21c.b点向心加速度一定比c点的大d.若在骑行时,a点的瞬时速度向前,c,5.在光滑水平面上有两个质点a和b,其中质点a绕o点做圆周运