6.3向心加速度 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

2024-03-06
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第六章圆周运动 6.3 向心加速度 复习回顾: 1、什么叫向心力? 2、哪些力可以充当向心力(向心力的来源)? 3、用什么方法研究向心力的大小与哪些因素有关? 4、向心力的七个表达式? 5、一般的圆周运动合外力还指向圆心吗? 6、一般的圆周运动合外力怎么分解? 7、 如何研究一般的曲线运动? 8、如何用圆锥摆粗略验证向心力的表达式? 9、如何用动力学研究圆周运动问题? 10、如何分析圆周运动中的连接体问题? 2 八大行星围绕太阳做运输圆周运动!它们的运动状态有没有发生变化呢? 既然运动状态发生了变化,说明一定受到了力的作用!一定有加速度!加速度的大小和方向如何呢?这就是这一节我们要学习的内容。 加速度我们学过两个公式,一个是决定式 ,一个是定义式 ,本节课将从这两个方向来研究做匀速圆周运动的物体的加速度! 1.向心力的方向? 沿半径指向圆心,与速度方向垂直。 只改变线速度的方向不改变速度大小。 2.向心力的作用? 3.向心力的大小? 根据牛顿第二定律,物体的加速度方向跟合外力的方向相同。 G FN F O 合力 小球绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。 新课导入 5 1.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。 4.物理意义:描述速度方向变化快慢的物理量 (向心加速度只改变速度方向,不改变速度大小) 2.符号:an 3.方向:始终指向圆心(与线速度方向垂直) 5.性质:匀速圆周运动加速度的方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变加速运动。 一、向心加速度 v a Fn 从决定式上推导匀速圆周运动的加速度大小 根据 牛顿第二定律 单位:m/s2 r r r r 7 5.加速度的大小: =r=ωr=4r 【例1】、下列关于向心加速度的说法中正确的是( ) A.向心加速度的方向始终指向圆心 B.向心加速度的方向保持不变 C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的 D.匀速圆周运动是匀变速曲线运动 A 【例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 D 【例3】 、(多选)如图所示,一小物块以大小为an=4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1 m,则下列说法正确的是( ) A.小物块运动的角速度为2 rad/s B.小物块做圆周运动的周期为π s C.小物块在t= s内通过的位移大小为 m D.小物块在π s内通过的路程为零 AB 【例4】 、如图所示,一半径为R的球体绕轴O1O2以角速度ω匀速转动,A、B为球体上两点.下列说法中正确的是( ) A.A、B两点具有相同的角速度 B.A、B两点具有相同的线速度 C.A、B两点具有相同的向心加速度 D.A、B两点的向心加速度方向都指向球心 A 【例5】 、如图的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘上的质点,且rA=rC=2rB,则三个质点的向心加速度之比aA∶aB∶aC等于( ) A.4∶2∶1 B.2∶1∶2 C.1∶2∶4 D.4∶1∶4 A 【例6】 、(多选)一小球质量为m,用长为L的悬绳(不可伸长,质量不计)固定于O点,在O点正下方 处钉有一颗光滑钉子。如图所示,将悬线沿水平方向拉直无初速度释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间,则( ) A.小球的角速度突然增大 B.小球的线速度突然减小到零 C.小球的向心加速度突然增大 D.小球的向心加速度不变 AC 问题:向心加速度的大小与半径成正比还是反比? 当线速度v一定时,an 与 r 成反比 当ω、T、n 一定时,an 与 r 成正比 注意:向心加速度的每一个公式都涉及三个物理量的变化关系,必须在某一物理量不变时分析另外两个物理量之间的关系。 【例7】 、关于质点做匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A.由 知 a 与 r 成反比 B.由 知 a 与 r 成正比 C.由 知 ω 与 r 成反比 D.由ω=2nπ 知 ω 与转速 n 成正比 D 匀速圆周运动 G N F 变速圆周运动 合力全部 提供向心力 F合= Fn 合力的一部分 提供向心力 O Fn Fτ F合 v 结论: 做匀速圆周运动物体的合力时刻指向圆心,加速度也时刻指向圆心。变速圆周运动的加速度并不指向圆心,该加速度有两个分量:一是向心加
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