6.3向心加速度-2023-2024学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第二册）

6.3 向心加速度 高中物理必修二 第六章 圆周运动 一 匀速圆周运动的加速度的方向 思考：1、小球在拉力作用下在水平桌面上做匀速圆周运动，小球受几个力、合力方向如何？产生的加速度指向哪个方向？ FN F 做匀速圆周运动的物体，合外力指向圆心，与速度V垂直 O G 一 匀速圆周运动的加速度的方向 1、匀速圆周运动的速度方向不断改变，一定是变速运动，必定有加速度。 2、向心加速度定义：物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心，我们把它叫作向心加速度。 3、向心加速度方向：沿半径指向圆心，与线速度方向垂直，且时刻在变化，因此匀速圆周运动是变加速曲线运动。 思考：2、如图为一辆汽车转弯时的图片，请思考下列问题： (1)汽车在转弯时的加速度的作用是什么？ (2)汽车的加速度方向变化吗？汽车运动的性质是什么？ 一 匀速圆周运动的加速度的方向 一 匀速圆周运动的加速度的方向 4、向心加速度物理意义 描述匀速圆周运动线速度方向变化快慢的物理量。 5、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。 6、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。向心加速度改变速度的方向，切向加速度改变速度的大小。 例1、小明坐在水平转盘上，与转盘一起做匀速圆周运动。关于小明的运动状态和受力情况，下列说法正确的是(　　) A.角速度不变 B.线速度不变 C.向心加速度不变 D.所受合力为零 解析　匀速圆周运动过程中，角速度恒定不变，线速度大小恒定不变，方向变化，向心加速度大小恒定不变，方向时刻变化，向心加速度在变化，故A正确，B、C错误；匀速圆周运动中，加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，所受合力不为零，D错误。 A 一 匀速圆周运动的加速度的方向 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 解析　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。 D 一 匀速圆周运动的加速度的方向 二 匀速圆周运动的加速度的大小 1、根据牛顿第二定律和向心力表达式 ，可得出向心加速度的大小： 思考：1、从公式a=v2/r看,向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式a=rω2看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？ 二 匀速圆周运动的加速度的大小 2、自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点 A、B、C，如图，其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径成反比”？ 二 匀速圆周运动的加速度的大小 例3、甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为9∶4，转动周期之比为3∶4，则它们的向心加速度大小之比为(　　) A.1∶4 B.4∶1 C.4∶9 D.9∶4 B 三 圆周运动的物理量比较 １、共轴传动 Ａ点和Ｂ点在同轴的一个圆盘上，如图有 ωＡ＝ ωＢ ，ｖＡ：ｖＢ＝ｒ：Ｒ，ＴＡ＝ ＴＢ ，并且转动方向相同。 ２、皮带传动 Ａ点和Ｂ点分别是两个轮子边缘上的点，两个轮子用皮带连起来，皮带不打滑。 如图有 ｖＡ＝ ｖＢ ， ωＡ：ωＢ＝ｒ：Ｒ，ＴＡ：ＴＢ＝Ｒ：ｒ，并且转动方向相同。 三 圆周运动的物理量比较 ３、齿轮传动 Ａ点和Ｂ点分别是两个齿轮边缘上的点，两个齿轮轮齿啮合。 如图有：ｖＡ＝ ｖＢ ，ωＡ：ωＢ＝ｒ２：ｒ１＝ｎ２：ｎ１， ＴＡ：ＴＢ＝ｒ１：ｒ２＝ｎ１：ｎ２。（式中 ｎ１ 、ｎ２ 分别表示两齿轮的齿数） 两点转动方向相反。 三 圆周运动的物理量比较 例4、如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，A、B、C三点分别位于两轮上且满足关系rA>rB＝rC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是(　　) A.aA＝aB＝aC B.aC>aA>aB C.aC<aA<aB D.aC＝aA>aB C 课堂练习 1、如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍。A、B分别为大轮和小轮边缘上的点。在压路机前进时(　　) A.A、B两点的转速之比为nA：nB＝1∶1 B.A、B两点的线速度之比为vA：vB＝3∶2 C.A、B两点的角速度之比为ωA：ωB＝3∶2 D.A、B两点的向心加速度之比为a