第六章 第三节 向心加速度（课件）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（人教版2019）

2022版·物理必修第二册 2022版·物理必修第二册 第六章 圆周运动 第三节　向心加速度 课程标准 核心素养 知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向 1.物理观念：通过实例，理解向心加速度的概念。 2．科学思维：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。能根据问题情景选择合适的向心加速度公式。 3．科学态度与责任：有学习和研究向心加速度的内在动机，在实际问题中坚持实事求是的态度 　高效导学01步　预习新知，落实必备知识 一、匀速圆周运动的加速度方向 1．向心加速度 物体做匀速圆周运动时的加速度总指向 ，我们把它叫作向心加速度。 圆心 2．向心加速度的方向 沿半径方向指向 ，与线速度方向 。 3．向心加速度的作用效果 只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。 4．向心加速度的物理意义 描述线速度方向改变快慢的物理量。 圆心 垂直 二、匀速圆周运动的加速度大小 1．基本公式 an＝ 或an＝ 。 2．拓展公式 an＝ eq \f(4π2,T2) ·r或 an＝ωv。 eq \f(v2,r) ω2r × √ 【概念辨析·试身手】 (1)匀速圆周运动的加速度的方向始终不变。 ( ) (2)匀速圆周运动是加速度不变的运动。( ) (3)向心加速度的方向始终指向圆心( ) (4)根据an＝ω2r可知向心加速度与半径成正比。 ( ) (5)根据an＝ eq \f(v2,r) 可知向心加速度与半径成反比。 ( ) × × × 　高效导学02步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 向心加速度的理解 　　【要点培优】 1．物理意义 向心加速度描述圆周运动线速度方向变化的快慢，不表示速度大小变化的快慢。 2．方向 无论匀速圆周运动，还是变速圆周运动，向心加速度的方向都指向圆心，或者说与线速度的方向垂直。 3．圆周运动的性质 不论向心加速度an的大小是否变化，an的方向是时刻改变的，所以圆周运动的向心加速度时刻发生改变，圆周运动一定是非匀变速曲线运动。 4．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。 【素养培优】 桌面上一个小球在细线的牵引下，绕桌面上的图钉做圆周运动，小球的速率越来越小。小球的加速度是否还指向圆心。 2．如图甲所示，地球绕太阳做匀速圆周运动(近似的)；如图乙所示，光滑桌面上一个小球在细线的牵引下绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。 (1)分析地球和小球的受力情况，说明地球和小球的加速度方向； (2)地球和小球的加速度方向变化吗？ 先想后看：1.做变速圆周运动的物体，由于线速度大小会发生变化，所以除向心加速度外还应存在切线方向上的切向加速度，所以加速度的方向并不指向圆心。 2．(1)地球只受到太阳引力作用，方向指向圆心，加速度方向指向圆心。小球受到重力、支持力、拉力作用，合力指向圆心，故加速度的方向指向圆心。 (2)由于地球和小球的加速度总是沿半径指向圆心，故加速度方向是变化的。 【应用培优】 [例1] (多选)关于向心加速度，以下说法中正确的是(　　 ) A．向心加速度的方向始终与线速度方向垂直 B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 C．物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 D．物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 解析：选ABD。向心加速度的方向沿半径指向圆心，线速度方向则沿圆周的切线方向，所以向心加速度的方向始终与线速度方向垂直，A正确；物体做匀速圆周运动时，只具有向心加速度，加速度方向始终指向圆心，向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，B、D正确；一般情况下，圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度方向不是始终指向圆心的，C错误。 [训练] 1.关于向心加速度的物理意义，下列说法中正确的是(　　 ) A．描述速率变化的快慢 B．描述角速度变化的快慢 C．描述线速度的大小变化的快慢 D．描述线速度的方向变化的快慢 解析：选D。向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，故D正确。 [训练] 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 解析：选D。由题意知，木块做匀速圆周运动，木块的加速度大小不变，方向时刻指向圆心，D正确，A、B、C错误。 要点二 | 向心加