物理人教版（2019）必修第二册 6.3 向心加速度 课件（共17张ppt）

(共17张PPT)
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.aCaB
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aA：aB＝2∶3
D
课堂练习
解析　压路机前进时，其轮子边缘上的点参与两个分运动，即绕轴心的转动和随着车的运动；与地面接触点速度为零，故两个分运动的速度大小相等、方向相反，故A、B两点圆周运动的线速度都等于汽车前进的速度，故A、B两点的线速度之比vA∶vB＝1∶1，根据v＝2πrn可知转速之比为2∶3，故选项A、B错误；根据公式v＝ωr，线速度相等时，角速度与半径成反比，故A、B两点的角速度之比ωA∶ωB＝2∶3，故选项C错误；根据a＝ωv可知A、B两点的向心加速度之比aA∶aB＝2∶3，故选项D正确。
课堂练习
2、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(　　)
A
课堂练习