内容正文:
第五章 曲线运动
第5节 向心加速度
探究案1
认真阅读课本“思考与讨论”部分,两幅图对应的例题。
本节课要研究匀速圆周运动的加速度,以上两个例题却在研究物体所受的力,这不是“南辕北辙”了吗?
匀速圆周运动中,加速度的方向如何?怎样得知?方向恒定吗?
探究案2
1、直线运动:物体向东做加速运动,初速度5m/s,末速度8m/s ,试画出速度的改变量△v 。
作图求速度变化量△v
2、直线运动:某物体向东做减速运动,初速度8m/s,末速度5m/s,试画出速度的改变量△v 。
3、平抛运动:水平初速度为v0、末速度为v,试画出速度的改变量△v 。
探究案3
(请同学们阅读教材p21页“做一做”栏目,并思考以下问题:)
(1)在A、B两点画速度矢量vA和vB时,要注意什么?
(2)将vA的起点移到B点时要注意什么?
(3)如何画出质点由A点运动到B点时速度的变化量△V?
(4)△v/△t表示的意义是什么?
(5)△v与A点的圆半径平行吗?在什么条件下,△v与圆半径平行?
(6)△v的延长线并不通过圆心,为什么说这个加速度是“指向圆心”的?
(7)试推导向心加速度的表达式。
结论
1、做匀速圆周运动的物体,加速度指向圆心。这个加速度叫做向心加速度。
2、向心加速度的表达式为
探究案4
课本第22页“思考与讨论”栏目中提出的问题:
从公式an= v2/r看,向心加速度an与圆周运动的半径r成反比;
从公式an=ω2r看,向心加速度an与半径r成正比。
这两个结论是否矛盾?
请从以下两个角度讨论这个问题。
(1)在y=kx这个关系中,说y与x成正比,前提是什么?
(2)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点A、B、C,其中哪些点向心加速度的关系是用于“向心加速度与半径成正比”,哪些点是用于“向心加速度与半径成反比”?作出解释
例:如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无相对滑动,大轮的半径是小轮半径的2倍,大轮上的一点S离转动轴的距离是大轮半径的1/3。当大轮边缘上的P点的向心加速度是0.12m/S2时,大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度各为多大?
0.04m/S2, 0.24m/S2
例、A、B、C三轮半径之比为3∶2∶1,A与B共轴,B与C用不打滑