高中物理《必修2》5.5向心加速度__人教版

1、5 5向心加速度(1)图图661中的地球受到什么力的作用中的地球受到什么力的作用?这个力这个力可能沿什么方向可能沿什么方向?(2)图图6.62中的小球受到几个力的作用中的小球受到几个力的作用?这几个力这几个力的合力沿什么方向的合力沿什么方向?学生小实验学生小实验步骤一：拉住绳子一端，使小拉住绳子一端，使小球在桌面上做匀速圆周运动。球在桌面上做匀速圆周运动。观察与思考：观察与思考：1、小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？这小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？个力的方向有什么特点？O受力分析：受力分析： O 结论：结论： F FN N与与G G相抵消，所以合力为相抵消，所以

2、合力为F FFNGF结论：结论：合外力指向圆心，与速度合外力指向圆心，与速度V V垂直垂直, ,只改变速度的方向。只改变速度的方向。OFFFVVVO力与运动分析：力与运动分析：3 .向心力的作用效果：只向心力的作用效果：只改变速度的方向改变速度的方向，不改变速度的大小不改变速度的大小.讨论得到（概括）：1 .作匀速圆周运动的物体受到一个作匀速圆周运动的物体受到一个指向指向圆心的合力圆心的合力的作用，我们把这个力叫做的作用，我们把这个力叫做向心力向心力；2 .向心力的方向：与速度向心力的方向：与速度垂直垂直，始终，始终指向圆心指向圆心（方向不断变化）；（方向不断变化）；2、我们这节课讨论向心加速

3、度，而这里、我们这节课讨论向心加速度，而这里却在讨论物体受力情况，这不是却在讨论物体受力情况，这不是“南辕北南辕北辙辙”了吗？了吗？ 那么做圆周运动的物体，加速度的那么做圆周运动的物体，加速度的大小和方向如何确定呢？大小和方向如何确定呢？思考 设质点初速度为设质点初速度为v1，末速度为，末速度为v2，则速度的变化量，则速度的变化量v = v2 - v1，移项得：，移项得： v1+ v = v2v1v2vv1v2v结论：结论： 速度的变化量速度的变化量v可以用可以用初速度初速度v1末端末端 指向指向末速度末速度v2末端末端的有向线段来表示。的有向线段来表示。匀速圆周运动的加速度匀速圆周运动的加速

4、度1 1、速度的变化量速度的变化量v的方向的方向设质点做半径为设质点做半径为r的匀速圆周运动，经过的匀速圆周运动，经过t从从A运动到运动到BABOvOAB结论：结论：匀速圆周运动的瞬时加速度方向匀速圆周运动的瞬时加速度方向指向圆心指向圆心-向心加速度向心加速度。1 1、加速度的方向、加速度的方向V VA AV VA AV VB BV VA AV VB Bvv匀速圆周运动的加速度匀速圆周运动的加速度ABOv2 2、向心加速度的大小、向心加速度的大小V VA AV VB B三角形三角形OAB和由和由vA、vB、v组成的矢量三角形相似组成的矢量三角形相似tvvABvrv) 1 (2rvtva)2(2

5、ra )3(422Trarv 又Trv2又r匀速圆周运动的加速度匀速圆周运动的加速度小结：匀速圆周运动的加速度小结：匀速圆周运动的加速度1 1、方向、方向指向圆心指向圆心2 2、大小、大小) 1 (2rvtva)2(2ra )3(422Tra3、意义：反映速度方向改变快慢的物理量、意义：反映速度方向改变快慢的物理量1、向心加速度的大小尽管不变，但向心加速度的方向、向心加速度的大小尽管不变，但向心加速度的方向在时刻变化，因此向心加速度也是变化的。在时刻变化，因此向心加速度也是变化的。3、向心加速度的两种表达式的物理意义，在利用、向心加速度的两种表达式的物理意义，在利用这两个公式比较两个作匀速圆周

6、运动的质点的向这两个公式比较两个作匀速圆周运动的质点的向心加速度大小时，心加速度大小时，应表达为：当线速度应表达为：当线速度v相等时，相等时，向心加速度的大小与半径向心加速度的大小与半径r成反比；当角速度成反比；当角速度相相等时，向心加速度的大小等时，向心加速度的大小an 与半径与半径r成正比。成正比。2、向心加速度反映的是匀速圆周运动的速度方向时、向心加速度反映的是匀速圆周运动的速度方向时刻改变。刻改变。(因为其速度大小是不变的因为其速度大小是不变的)注意注意 上海在北纬上海在北纬31，求上海所在处物体绕地轴做圆，求上海所在处物体绕地轴做圆周运动的向心加速度是多大？（设地球半径周运动的向心加

7、速度是多大？（设地球半径R=6400km，COS31=0.86）AORr分析：首先应明确物体做匀速圆周运动；再分析：首先应明确物体做匀速圆周运动；再确定圆周轨迹、圆心及半径。确定圆周轨迹、圆心及半径。解：物体随地球自转的角速度解：物体随地球自转的角速度 =2/TO圆周半径圆周半径r=R cos31a= 2 2r = R cos31(2/T) 2代入数据可得代入数据可得a=2.910-2m/s2例题例题 一物体以一物体以4m/s的线速度做匀速圆周的线速度做匀速圆周运动，转动周期为运动，转动周期为2s，则物体在运动过，则物体在运动过程中的任意时刻，速度变化率大小为多？程中的任意时刻，速度变化率大小为多？ 如图所示装置中，三个轮的半径分别为如图所示装置中，三个轮的半径分别为r r、2 2r r、4 4r r，b b点到