内容正文:
5.6 向心加速度
问题:什么是匀速圆周运动?
“匀速”的含义是什么?
向心加速度概念的引入
线速度的大小不变,方向时刻改变。
为了描述线速度方向变化的快慢,引入新的物理量——向心加速度
问题:向心加速度的方向怎样确定?大小如何计算?
一、向心加速度(an)
1.定义:做匀速圆周运动的物体所具有的加速度,称为向心加速度
2.物理意义:描述线速度方向变化的快慢
地球受到什么力的作用?
这个力可能沿什么方向?
一、感知加速度的方向
应该受到指向太阳的引力作用
讨论
小球受到几个力的作用?
这几个力的合力沿什么方向?
小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用,其合力即为绳子的拉力,其方向指向圆心
一、感知加速度的方向
讨论
我们这节课要研究的是匀速圆周运动的加速度,可是以上两个例题却在研究物体所受的力,这不是“南辕北辙”了吗?
一、感知加速度的方向
讨论
加速度方向的一般性讨论
a =
Δt
Δv
a 的方向与Δv 的方向相同
如何确定Δv的方向?
速度的变化量Δv
用矢量图表示速度变化量
作法:从初速度v1的末端至末速度v2的末端所作的矢量就是速度的变化量△v 。
1.直线运动中的速度的变化量:Δv=v2-v1
2.曲线运动中的速度的变化量:
v1
v2
Δv
v1
v2
Δv
v2
Δv
v1
v2
v1
v2
探究向心加速度的方向
v
3.向心加速的方向:
指向圆心
v
v
向心加速度的表达式
an =
v2
r
VA
O
△V
VA
推导向心加速度的表达式
A
B
R
VB
R
向心加速度的表达式
4.向心加速度的表达式:
v不变时,an与r 成反比
ω不变时,an与r 成正比
an =
v2
r
思考:
从公式 看,向心加速度与半径成反比;从公式 看,向心加速度与半径成正比;这两个结论是否矛盾?
an = rω2
自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘上有三个点A、B、C。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”? 做出解释。
思考与讨论:
分析:A、B两点所在轮子用同一根铁链相连,线速度V大小相等,适用于“向心加速度与半径成反比”;B、C两点