内容正文:
3 向心加速度
1.理解向心加速度的概念.
2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系式.
3.能够运用向心加速度公式求解有关问题.
学习目标
一、匀速圆周运动的加速度方向
1.定义:物体做匀速圆周运动时的加速度总指向 ,这个加速度叫作向心加速度.
2.向心加速度的作用:向心加速度的方向总是与速度方向 ,故向心加速度只改变速度的 ,不改变速度的 .
3.物体做匀速圆周运动时,向心加速度始终指向 ,方向在时刻 ,所以匀速圆周运动是 曲线运动.
变化
圆心
垂直
方向
大小
圆心
变加速
二、匀速圆周运动的加速度大小
1.向心加速度公式
an= .或an= .
2.向心加速度的公式既适用于匀速圆周运动,也适用于非匀速圆周运动.
ω2r
例题1:在长0.2 m的细绳的一端系一小球,绳的另一端固定在水平桌面上,使小球以大小为0.6 m/s的线速度在桌面上做匀速圆周运动,则小球运动的角速度为______,向心加速度大小为_______.
3 rad/s
1.8 m/s2
练1:A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30 r/min,B的转速为15 r/min.则两球的向心加速度之比为( )
A.1∶1 B.2∶1
C.4∶1 D.8∶1
D
二、向心加速度的大小
1.向心加速度公式
例题2:如图4所示,已知绳长为L=20 cm,水平杆长为L′=0.1 m,小球质量m=0.3 kg,整个装置可绕竖直轴转动.g取10 m/s2,要使绳子与竖直方向成45°角,求:(结果均保留三位有效数字)
(1)小球的向心加速度大小;
10.0 m/s2
(2)该装置转动的角速度;
6.44 rad/s
练2:(多选)如图所示,两个啮合的齿轮,其中小齿轮半径为10 cm,大齿轮半径为20 cm,大齿轮中C点离圆心O2的距离为10 cm,A、B两点分别为两个齿轮边缘上的点,则A、B、C三点的( )
A.线速度之比是1∶ 1∶ 1
B.角速度之比是1∶ 1∶1
C.向心加速度之比是4∶2∶ 1
D.转动周期之比是1∶2∶2
CD
1.(多选)下列关于向心加速度的说法正确的是(