6.3 向心加速度 课件 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六章 圆周运动 人教版高中物理 必修第二册 第3节 向心加速度 一、学习目标（1min） 1.理解向心加速度的概念，知道其方向特点。 2.知道向心加速度和线速度以及角速度的关系。 3.会从动力学角度分析向心加速度产生的原因。 4.会应用动力学方法分析匀速圆周运动问题。 二、自主学习 阅读课本P31-32，完成知识填空，6min 1、物体做匀速圆周运动时，________提供向心力，合力的方向总是 指向________。 2、物体做匀速圆周运动时的加速度总是指向_______，这个加速度叫做_______。 3、向心加速度的表达式：an=________=________=________=________ 二、自主学习 1、物体做匀速圆周运动时，所受的合力提供向心力，合力的方向总是指向圆心。 2、物体做匀速圆周运动时的加速度总是指向圆心，这个加速度叫做向心加速度。 3、向心加速度的表达式： 阅读课本P31-32，完成知识填空，6min 三、自学检测（4min） 自学检测1.（1min） 下列关于向心加速度的说法中正确的是(　　) A.向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢 B.向心加速度的方向不一定指向圆心 C.向心加速度描述线速度方向变化的快慢 D.匀速圆周运动的向心加速度不变 C 三、自学检测（4min） 自学检测2.（3min）(多选)(2020·石家庄精英中学高一月考)如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子边缘上的点，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B点所在的轮上，磁带的外缘半径R＝4r，C为磁带外缘上的一点。现在进行倒带，则此时(　 　) A.A、B、C 三点的周期之比为 4∶1∶4 B.A、B、C 三点的角速度之比为 1∶4∶4 C.A、B、C 三点的线速度之比为 4∶1∶4 D.A、B、C 三点的向心加速度之比为16∶1∶4 CD 四、要点讲解（8min） （一）、向心加速度及其方向 1.向心加速度的物理意义 描述匀速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.向心加速度的方向 总是沿着圆周运动的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变。 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。 四、要点讲解（8min） 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。 四、要点讲解（8min） （二）、向心加速度的大小 1.向心加速度的几种表达式 四、要点讲解（8min） 2.向心加速度的大小与各量关系的理解 四、要点讲解（8min） 3.an与r的关系图像 如图所示。由an－r图像可以看出：an与r成正比还是反比，要看ω恒定还是v恒定。 四、要点讲解（8min） 1.物体做匀速圆周运动的条件：F合＝Fn。 2.动力学方法应用步骤 (三)、匀速圆周运动的动力学分析 五、典型例题（8min） 例1(1min)、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与速度的方向垂直 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、在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化 A 例2(2min)、关于加速度和速度的关系，下列说法正确的是( ) A、在单方向直线运动中，加速度表征速度大小变化的快慢 B、在匀速圆周运动中，加速度表征速度方向变化的快慢 C、在平抛运动中，加速度表征速度方向变化的快慢 D、加速度方向一定和速度变化量的方向相同 ABD 例3(2min)、关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说 法中正确的（ ） A、它们的方向都沿半径指向地心 B、它们的方向都平行于赤道平面指向地轴 C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大 D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小 BD 例4(3min)、一物体在水平面内沿半径 R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v =0.2m/s,则它的向心加速度为______m/s2，角速度为_____ rad/s，周期为_____s。 0.2 1 2π 六、当堂练习（10min） 共6题，全部完成后核对答案 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 2.(多选)如图所示，为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中A为双曲线的一个分支，由图可知 (　　) A．A物体运动的线速度大小不变 B．A物体运动的角速度大小不变 C．B物体运动的角速度大小不变 D．B物体运动的线速度大小不变 3．(多选)如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动， 则(　　) A．A点和B点的线速度大小之比为1：2 B．前轮和后轮的角速度之比为2：1 C．前轮和后轮转动的周期之比为1：2 D．A点和B点的向心加速度之比为1：1 4.如图所示，自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB＝4RA、RC＝8RA.当自行车正常骑行时，A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aA：aB：aC等于(　　) A．1：1：8　　 B．4：1：4 C．4：1：32 D．1：2：4 5、如图所示，用一根细绳一端系一个小球，另一端固定，给小球 不同的初速度，使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动，则下 列细绳拉力F、悬点到轨迹圆心高度h、向心加速度a、线速度v与角 速度的平方ω2的关系图像正确的是(　　) 6. 如图所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮的半径是小轮的2倍，大轮上的一点S与转动轴的距离是半径的，当大轮边上P点的向心加速度是12 cm/s2时，大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度分别为多大？ 当堂练习答案： 1.A 2. AC 3. BC 4.C 5. A 6. 本节课结束，谢谢观看！ (1)当r一定时，an∝v2，an∝ω2。 (2)当v一定时，an∝eq \f(1,r)。 (3)当ω一定时，an∝r。 (1)对匀速圆周运动物体受力分析，求合力。 (2)根据牛顿第二定律列式：Fn＝man＝mω2r＝meq \f(v2,r)。 (3)求解相关物理量。 $$