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    2024春高中物理第6章圆周运动3.向心加速度课件(人教版必修第二册)

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    高中人教版 (2019)第六章 圆周运动3 向心加速度背景图课件ppt

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    这是一份高中人教版 (2019)第六章 圆周运动3 向心加速度背景图课件ppt,共35页。
    关键能力·情境探究达成
    知识点一 匀速圆周运动的加速度方向
    知识点二 匀速圆周运动的加速度大小
    1.向心加速度定义: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。2.向心加速度方向:总沿半径指向____,并且与线速度方向____。3.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。
    如图所示为游乐设施旋转飞车的示意图,旋转飞车的运动可以看作匀速圆周运动。
    【问题】(1)飞车做匀速圆周运动时,飞车受几个力?合力的方向如何?(2)合力产生的加速度就是向心加速度吗?(3)当飞车加速旋转过程中,合力产生的加速度就是向心加速度吗?(4)圆周运动的加速度方向一定指向圆心吗?
    提示:(1)在匀速圆周运动中,飞车受两个力,重力和绳子的拉力,合力指向做圆周运动的圆心。(2)合力产生的加速度就是向心加速度,加速度方向一定指向圆心。(3)飞车加速旋转过程中,合力产生的加速度不是向心加速度。(4)匀速圆周运动的加速度方向一定指向圆心,非匀速圆周运动的加速度方向不指向圆心。
    1.向心加速度的物理意义向心加速度只表示线速度方向变化的快慢,不表示线速度大小变化的快慢。2.向心加速度方向特点(1)指向圆心: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。(2)时刻改变:无论向心加速度的大小是否变化,向心加速度的方向随线速度方向的改变而改变。所以一切圆周运动都是变加速曲线运动。
    3.非匀速圆周运动的加速度对于非匀速圆周运动,如图所示。(1)物体加速度的方向不再指向圆心。(2)其中一个分加速度的方向指向圆心,为向心加速度,其作用仍然是改变速度的方向。(3)另一个分加速度改变速度的大小。
    [跟进训练]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.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化A [向心加速度的方向时刻指向圆心,A正确;向心加速度的大小不变,方向时刻指向圆心,不断变化,故B、C、D错误。]
    如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,RC>RA>RB。A、B、C是它们边缘上的三个点,请思考:
    【问题】(1)哪两个点的向心加速度与半径成正比?(2)哪两个点的向心加速度与半径成反比?(3)如何比较A点和C点的向心加速度大小?提示:(1)B、C两个点同轴转动,它们的角速度相同,向心加速度与半径成正比。(2)A、B两个点的线速度大小相等,向心加速度与半径成反比。(3)根据A、B两点线速度大小相等,可知aB>aA,再根据B、C两点角速度相等,可知aC>aB,故aC>aA。
    1.向心加速度的几种表达式
    2.向心加速度的大小与半径的关系(1)当半径一定时,向心加速度的大小与角速度的平方成正比,也与线速度的平方成正比。随频率的增大或周期的减小而增大。(2)当角速度一定时,向心加速度的大小与运动半径成正比。(3)当线速度一定时,向心加速度的大小与运动半径成反比。(4)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。
    [答案] 4 m/s2 24 m/s2
    [跟进训练]2.(多选)如图所示为A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度a的大小随半径r变化的图像,其中A为反比例函数图像的一个分支,由图可知(  )A.A物体运动的线速度大小不变B.A物体运动的角速度不变C.B物体运动的角速度不变D.B物体运动的线速度大小不变
    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∶1C.4∶9 D.9∶4
    学习效果·随堂评估自测
    C [向心加速度与速度垂直,是描述物体运动方向变化快慢的物理量,故A错误,C正确;匀速圆周运动的向心加速度大小不变、方向时刻改变,是变化的,故B错误;根据an=ω2r可知,角速度一定时,轨道半径越大,向心加速度越大,故D错误。]
    1.关于向心加速度,下列说法正确的是(  )A.向心加速度是描述物体速率变化快慢的物理量B.匀速圆周运动的向心加速度恒定不变C.向心加速度是描述物体运动方向变化快慢的物理量D.向心加速度随着轨道半径的增大而减小
    3.如图所示,半径为R的圆盘绕过圆心的竖直轴OO′匀速转动,在距轴为r处有一竖直杆,杆上用长为L的细线悬挂一小球。当圆盘以角速度ω匀速转动时,小球也以同样的角速度做匀速圆周运动,这时细线与竖直方向的夹角为θ,则小球的向心加速度大小为(  )A.ω2R        B.ω2rC.ω2L sin θ D.ω2(r+L sin θ)
    D [小球运动的轨迹是水平面内的圆,如题图中虚线所示,其圆心是水平面与转轴OO′的交点,所以圆周运动的半径为r+L sin θ,由an=rω2,可知其加速度大小为ω2(r+L sin θ),选项D正确。]
    4.A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30 r/min,B的转速为15 r/min。则两球的向心加速度之比为(  )A.1∶1 B.2∶1C.4∶1 D.8∶1
    回归本节知识,自我完成以下问题:1.圆周运动的加速度一定指向圆心吗?提示:不一定,只有匀速圆周运动的加速度才指向圆心。2.向心加速度的物理意义是什么?提示:反映线速度方向变化快慢。3.向心加速度表达式有哪些?
    阅读材料·拓展物理视野
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