内容正文:
6.3 向心加速度
第六章 圆周运动
课前预习
向心力的定义:
做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。这个指向圆心的力就叫作向心力。
学习目标
1.知道匀速圆周运动是变速运动,具有指向圆心的加速度——向心加速度。
2.知道向心加速度的表达式,能根据问题情境选择合适的向心加速度表达式,并会用来进行简单的计算。
3.会用矢量图表示速度变化量与速度之间的关系,理解加速度与速度、速度变化量的区别。
4.体会匀速圆周运动的向心加速度方向的分析方法。
5.知道变速圆周运动的向心加速度的方向和加速度的公式。
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
向心加速度
定义:做匀速圆周运动的物体加速度总指向圆心。这个加速度称为向心加速度。
1、方向指向圆心
2、意义:反映速度方向改变快慢的物理量
物理意义:描述速度方向变化的快慢
符号:an
方向:始终指向圆心
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
公式总结
an=
v2
r
an= ω2r
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.匀速圆周运动的向心加速度:
2.用ω和r来表示向心加速度:
3.请用v和ω来表示向心加速度:
4.请用T和r来表示向心加速度:
5.请用n(f)和r来表示向心加速度:
图形归纳
an=
v2
r
an= rω2
由a=v2/r知,做匀速圆周运动的物体,其线速度大小一定时,向心加速度与半径成反比
由a=rω2知,做匀速圆周运动的物体,角速度一定时,向心加速度与半径成正比
o
r
ω一定
v一定
a
向心加速度表达式的推导
设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v,轨迹半径为r。经过时间△t,物体从A点运动到B点。尝试用v、r写出向心加速度的表达式。
Δ
θ
Δ
θ
O
B
A
vA
vB
vA
Δv
练习
一个拖拉机后轮直径是前轮直径的2倍,当前进且不打滑时,前轮边缘上某点A的线速度与后轮边缘上某点B的线速度之比vA:vB=________,角速度之比ωA:ωB=_________,
向心加速度之比aA:aB=_________。
1:1
2:1
2:1