资源简介 (共31张PPT)第六章 圆周运动3 向心加速度导入新课行星在绕太阳做什么运动?匀速圆周运动匀速圆周运动的速度是不变的吗 速度大小不变,方向时刻改变导入新课速度变化的原因是什么?存在一个加速度太阳地球vv向心加速度交流讨论一、匀速圆周运动的加速度方向情景:被绳子拉住的玩具火车在水平面上做匀速圆周运动问题1:玩具火车做匀速圆周运动过程中,玩具火车的运动状态发生变化吗?若变化,变化的原因是什么?玩具火车的速度方向不断发生变化,所以运动状态发生变化。运动状态发生变化的原因是因为受到力的作用。交流讨论一、匀速圆周运动的加速度方向问题2:玩具火车受到几个力的作用,合力沿什么方向?合力始终沿半径指向圆心问题3:根据牛顿第二定律,玩具火车的加速度方向变化吗?匀速圆周运动是一种什么性质的运动呢?加速度时刻沿半径指向圆心,即加速度方向是变化的——向心加速度匀速圆周运动是一种变加速曲线运动mgNF一、匀速圆周运动的加速度方向F1v1v2F2v3F3v4F4问题4:在匀速圆周运动中,物体的加速度就是向心加速度吗?加速度一定指向圆心吗?在匀速圆周运动中,物体所受的合外力始终指向圆心,所以加速度就是向心加速度,一定指向圆心。一、匀速圆周运动的加速度方向mgF1问题5:在变速圆周运动中,物体的加速度就是向心加速度吗?加速度一定指向圆心吗?在变速圆周运动中,物体所受的合外力不指向圆心,物体的加速度不是向心加速度。即加速度不指向圆心,但向心加速度指向圆心。mgF3mgF2mgF4mgF5mgF61、向心加速度:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫做向心加速度。梳理深化2、向心加速度的方向: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。3、向心加速度的作用:向心加速度的方向总是与速度方向垂直,故向心加速度的作用只改变速度的方向,对速度的大小无影响。一、匀速圆周运动的加速度方向4、向心加速度的物理意义:描述线速度方向变化的快慢。5、圆周运动的性质:不论向心加速度an的大小是否变化,其方向时刻改变,所以圆周运动的加速度时刻发生变化,圆周运动是变加速曲线运动。6、变速圆周运动的向心加速度:做变速圆周运动的物体,加速度一般情况下不指向圆心,该加速度有两个分量:一是向心加速度,二是切向加速度。向心加速度表示速度方向变化的快慢,切向加速度表示速度大小变化的快慢。所以变速圆周运动中,向心加速度的方向也总是指向圆心。一、匀速圆周运动的加速度方向例1、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指向圆心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.匀速圆周运动是匀变速曲线运动巩固提升A一、匀速圆周运动的加速度方向练习1、下列关于向心加速度的说法中正确的是 ( )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C一、匀速圆周运动的加速度方向练习2、如图所示,质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么( )A.加速度为零B.加速度恒定C.加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心D.加速度大小不变,方向时刻指向圆心D一、匀速圆周运动的加速度方向练习3、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( )B一、匀速圆周运动的加速度方向问题1:我们知道了物体做圆周运动需要向心力,请根据向心力与线速度、角速度、半径的关系式,推导向心加速度与线速度、角速度、半径的关系式?二、匀速圆周运动的加速度大小交流讨论问题2:请根据线速度与角速度的关系,推导向心加速度与线速度、角速度的关系式?二、匀速圆周运动的加速度大小问题3:请根据ω与T、n的关系推导向心加速度an与T、n的关系式?二、匀速圆周运动的加速度大小问题4:向心加速度的大小与半径成正比还是反比?二、匀速圆周运动的加速度大小当线速度v一定时,an 与 r 成反比当ω、T、n 一定时,an 与 r 成正比注意:向心加速度的每一个公式都涉及三个物理量的变化关系,必须在某一物理量不变时分析另外两个物理量之间的关系。实际应用:夜间,汽车以一定的速度在一宽阔的水平路面上匀速直线行驶,突然发现正前方有一堵长墙,为了尽可能避免撞到墙壁,你会怎样做?急转弯急刹车急转弯同时踩刹车二、匀速圆周运动的加速度大小问题5:同学们请注意急转弯同时踩刹车的做法是很危险的,在速度很大时,边刹车边急打方向盘是很容易翻车的。我们只分析前面两种情况,如何比较它们哪一种方法更安全呢?急转弯急刹车二、匀速圆周运动的加速度大小匀减速直线运动匀速圆周运动fmax≈f滑a大小相等比较匀减速到0的直线距离x和圆周运动的半径 r大小关系xr急转弯急刹车二、匀速圆周运动的加速度大小匀减速直线运动匀速圆周运动fmax≈f滑a大小相等故可知r > x,刹车更安全!xr1、向心加速度公式:梳理深化二、匀速圆周运动的加速度大小基本公式:推导公式:2、向心加速度的大小与半径的关系二、匀速圆周运动的加速度大小(1)当半径一定时,向心加速度的大小与角速度的平方成正比,也与线速度的平方成正比。随转速的增大或周期的减小而增大。(2)当角速度一定时,向心加速度与运动半径成正比。(3)当线速度一定时,向心加速度与运动半径成反比。二、匀速圆周运动的加速度大小(4)an与r 的关系图象:如图所示,由an -r 图象可以看出:an与r成正比还是反比,要看ω 恒定还是v 恒定。巩固提升例2、(多选)如图所示,一小物块以大小为an=4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1 m,则下列说法正确的是( )A.小物块运动的角速度为2 rad/sB.小物块做圆周运动的周期为π sC.小物块在t= s内通过的位移大小为 mD.小物块在π s内通过的路程为零AB二、匀速圆周运动的加速度大小练习4、关于质点做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A.由 知 a 与 r 成反比B.由 知 a 与 r 成正比C.由 知 ω 与 r 成反比D.由ω=2nπ 知 ω 与转速 n 成正比D二、匀速圆周运动的加速度大小练习5、如图所示,一半径为R的球体绕轴O1O2以角速度ω匀速转动,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两点具有相同的向心加速度D.A、B两点的向心加速度方向都指向球心A二、匀速圆周运动的加速度大小练习6、如图的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘上的质点,且rA=rC=2rB,则三个质点的向心加速度之比aA∶aB∶aC等于( )A.4∶2∶1B.2∶1∶2C.1∶2∶4D.4∶1∶4A二、匀速圆周运动的加速度大小练习7、(多选)一小球质量为m,用长为L的悬绳(不可伸长,质量不计)固定于O点,在O点正下方 处钉有一颗光滑钉子。如图所示,将悬线沿水平方向拉直无初速度释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间,则( )A.小球的角速度突然增大B.小球的线速度突然减小到零C.小球的向心加速度突然增大D.小球的向心加速度不变AC二、匀速圆周运动的加速度大小课堂小结定义做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫做向心加速度向心加速度大小方向向心加速度的方向始终指向圆心作用效果只改变线速度方向,不改变线速度大小物理意义描述线速度方向变化的快慢技巧每个公式都涉及三个物理量的变化关系,必须在某一物理量不变时分析另外两个物理量之间的关系课外拓展人类能承受多大的加速度?人体的胸腔保护着心脏免受撞击的伤害,但是它的保护功能在现代科学技术的发展下却略显脆弱。或许,在达到一定程度的加速度时,胸腔也根本起不到保护的作用。为了制造安全的飞行器和航天器需要了解这个数据。横向加速会因为对人体施加不对称力而对人体造成伤害。根据《大众科学》最近刊载的一项研究表明,14个g的加速度可以让人的器官分离,而4到8个g的加速度可以让人昏迷。课外拓展人类能承受多大的加速度?飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力,这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响。则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100 m/s时,取g=10 m/s2,圆弧轨道的最小半径为( )A.100 mB.111 mC.125 mD.250 mC 展开更多...... 收起↑ 资源预览