内容正文:
第六章 圆周运动
6.3 向心加速度
1、知道匀速圆周运动中向心加速度大小的表达式,理解向心加速度与半径的关系,并会用来进行简单的计算;
2、了解分析匀速圆周运动速度变化量时用到了极限思想;
3、能根据问题情景选择合适的向心加速度表达式。
学习目标
思考:什么是匀速圆周运动?
“匀速”的含义是什么?
讨论:那么物体所受的外力沿什么方向?加速度又怎样呢?
匀速圆周运动是变加速曲线运动
变加速曲线运动
运动状态改变
一定受到外力
一定存在加速度
小球受到几个力的作用?
这几个力的合力沿什么方向?
合力产生什么方向的加速度?
小球受到重力、桌面的支持力和绳子的拉力。
重力和支持力相互抵消,合力为绳子的拉力F,沿着绳子指向圆心。
G
FN
F
----向心力
做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心.这个加速度称为向心加速度.
根据牛顿第二定律,匀速圆周运动物体的加速度方向跟合外力的方向相同。
一、向心加速度
1、定义:做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度
4、物理意义:描述速度方向变化的快慢
2、符号:an
3、方向:始终指向圆心
5、说明:匀速圆周运动加速度的大小不变,方向时刻改变,所以匀速圆周运动不是匀变速运动,是变加速运动
二、向心加速度的大小
1.动力学原理:牛顿第二定律
2.运动学描述:加速度的定义式
两种探究方案:
根据牛顿第二定律,结合上节学习的向心力表达式,推导向心加速度的表达式:
1. 用v 和 r 来表示向心加速度:
2. 用ω 和 r 来表示向心加速度:
3. 用 v 和ω 来表示向心加速度:
4. 用 T 和 r 来表示向心加速度:
5. 用 n ( f )和 r 来表示向心加速度:
1.动力学原理:牛顿第二定律
2.运动学描述:加速度的定义式
速度的变化量
(1)如果初速度v1和末速度v2在同一方向上,如何表示速度的变化量△v? △v是矢量还是标量?
甲
v1
△v
v2
① v1 < v2
乙
v1
△v
v2
② v1 > v2
(2)如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上,如何表示速度的变化量△v?
v1
△v
v2
如图甲,质点在时间Δt内从A点运动到B点,则它的速度变化量为 ΔV, 如图乙。质点速度方向变化的角度等于圆心角θ。
向心加速度的大小
在va、v