2019物理同步大讲堂人教必修二课件:5.5 向心加速度2 .ppt
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1、5.向心加速度,一、感受圆周运动的向心加速度 1.两个匀速圆周运动的实例:,太,阳中心,圆心,圆心,圆心,2.总结:匀速圆周运动中,物体所受的合力方向_ _,所以物体的加速度方向也_。,指向圆,心,指向圆心,二、向心加速度 1.定义:任何做匀速圆周运动的物体具有的指向_的 加速度。 2.大小: (1)an= 。 (2)an=_。,圆心,2r,【思考辨析】 (1)匀速圆周运动的加速度的方向始终不变。 ( ) (2)匀速圆周运动是匀变速运动。 ( ) (3)匀速圆周运动的加速度的大小不变。 ( ),(4)根据an= 知加速度an与半径r成反比。 ( ) (5)根据an=2r知加速度an与半径r成正
2、比。 ( ) (6)物体做匀速圆周运动时,速度变化量为零。 ( ),提示:(1)。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。 (2)。匀速圆周运动的加速度的方向时刻发生变化, 加速度时刻发生变化,是变加速运动。 (3)。由于匀速圆周运动的线速度大小、角速度大小 不变,由an= 或an=2r知,匀速圆周运动的加速度的 大小不变。,(4)。根据an= 知,当线速度大小一定时,加速度 an与半径r成反比。 (5)。根据an=2r知,当角速度大小一定时,加速度 an与半径r成正比。 (6)。速度是矢量,速度方向变化时,速度变化量为 初、末速度的矢量差。,【生活链接】 1.若图中小球做匀速
3、圆周运动,其所受合力方向朝哪儿? 提示:小球所受合力方向指向圆周运动的圆心。,2.小朋友和他的爸爸一起坐过山车,过山车运动到最高点时,小朋友和他爸爸谁的向心加速度更大?,提示:一样大,小朋友和爸爸的转动半径、线速度相同, 根据an= ,他们的向心加速度一样大。,知识点一 向心加速度的理解 探究导入: 如图所示,地球绕太阳做匀速圆周运动,小球绕细绳的另一端在水平面内做匀速圆周运动,请思考:,(1)在匀速圆周运动过程中,地球、小球的运动状态发生变化吗?若变化,变化的原因是什么? (2)向心加速度改变物体的速度大小吗?,提示:(1)地球和小球的速度方向不断发生变化,所以运动状态发生变化。运动状态发生
4、变化的原因是受到力的作用。 (2)向心加速度的方向始终与速度方向垂直,所以它只改变速度的方向,不改变速度的大小。,【归纳总结】 1.物理意义:描述匀速圆周运动中线速度改变的快慢,只能表示速度方向变化的快慢,不表示速度大小变化的快慢。,2.方向特点: (1)指向圆心:无论是匀速圆周运动,还是变速圆周运动,向心加速度的方向都指向圆心(或者说与线速度方向垂直)。 (2)时刻改变:无论向心加速度的大小是否变化,向心加速度的方向随线速度方向的改变时刻改变,所以圆周运动的向心加速度是时刻改变的。,【特别提醒】 (1)因为匀速圆周运动的加速度方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。 (2)变速圆周运
5、动中,物体的加速度并不指向圆心,向心加速度只是物体的加速度在沿半径方向上的分量。,【典题通关】 【典例】下列关于匀速圆周运动中向心加速度的说法正确的是 世纪金榜导学号35684019( ) A.向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢 B.向心加速度表示角速度变化的快慢 C.向心加速度描述线速度方向变化的快慢 D.匀速圆周运动的向心加速度不变,【正确解答】选C。匀速圆周运动中速率不变,向心加速度只改变速度的方向,显然A项错误;匀速圆周运动的角速度是不变的,所以B项错误;匀速圆周运动中速度的变化只表现为速度方向的变化,加速度作为反映速度变化快慢的物理量,向心加速度只描述速度方向变化的快慢,所
6、以C项正确;向心加速度的方向是变化的,所以D项错误。,【规律方法】匀速圆周运动中的“变”与“不变” (1)“不变”量:匀速圆周运动的角速度、周期、转速不变,线速度、加速度这两个矢量的大小不变。 (2)“变化”量:匀速圆周运动的线速度、加速度这两个矢量的方向时刻改变,故它们在时刻变化。,【过关训练】 1.(多选)(2017大同高一检测)下列说法中正确的是 ( ) 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,但方向时刻都在改变,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
7、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】选B、D。做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,但方向时刻改变,所以必有加速度,且加速度大小不变,方向时刻指向圆心,加速度不恒定,因此匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动,故A、C错误,B、D正确。,2.关于做圆周运动物体的向心加速度的方向,下列说法中正确的是 ( ) A.与线速度方向始终相同 B.与线速度方向始终相反 C.始终指向圆心 D.始终保持不变,【解析】选C。向心加速度的方向与线速度方向垂直,始终指向圆心,A、B错误,C正确;做匀速圆周运动物体的向心加
8、速度的大小不变,而方向时刻变化,D错误。,【补偿训练】 1.(多选)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变化的物理量 B.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量 C.向心加速度大小恒定,方向时刻改变 D.物体做非匀速圆周运动时,向心加速度的大小也可用 an= 来计算,【解析】选B、D。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项错,B项对;只有匀速圆周运动的向心加速度大 小才恒定,故C项错;各类圆周运动的向心加速度都可以 用an= 来计算,D项对。,2.关于匀速圆周运动的说法正确的是 ( ) A.匀速圆周运动一定
9、是匀速运动 B.匀速圆周运动是变加速运动 C.匀速圆周运动是匀加速运动 D.做匀速圆周运动的物体所受的合外力可能为恒力,【解析】选B。匀速圆周运动的线速度的大小不变,方向时刻改变,所以它不是匀速运动,A错误;匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心,方向时刻变化,故匀速圆周运动是变加速运动,所以B正确,C错误;由牛顿第二定律F合=ma知,做匀速圆周运动的物体所受的合力一定是变力,D错误。,知识点二 向心加速度公式的理解和应用 探究导入: 如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,A、B、C是它们边缘上的三个点,请思考:,(1)A、B两点的向心加速度谁的较大?这两点的向心加速度与它们
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