5.5 向心加速度—人教版高中物理必修二课件(共17张PPT)
文档属性
| 名称 | 5.5 向心加速度—人教版高中物理必修二课件(共17张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-05 00:05:39 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
5.5向心加速度
匀速圆周运动“匀速”的含义是什么？
指线速度的大小处处相等
O
一定有加速度
匀速圆周运动是变速运动
运动状态改变
一定受到外力
圆周运动，即使是匀速圆周运动，由于运动方向在不断改变，所以也是变速运动。既然是变速运动，就会有加速度。那么加速度指向哪个方向？
牛顿 第二定律告诉我们，物体加速度的方向总是与它受力的方向一致。
这个关系不仅对直线运动正确，对曲线运动同样正确。
我们已经知道，如果物体不受力，它将处于静止状态或做匀速直线运动。我们还知道，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物休速度的大小或（和）方向。所以，沿着圆周运动的物体一定受力。
那么，做匀速圆周运动的物休，它所受的力沿什么方向？考虑几个实例也许会受到启发。
例1：地球绕太阳做匀速圆周运动，地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向?
地球受到指向太阳的引力作用；
这个力指向太阳的方向（圆心）。
我们已经知道，如果物体不受力，它将处于静止状态或做匀速直线运动。我们还知道，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物休速度的大小或（和）方向。所以，沿着圆周运动的物体一定受力。
例2：光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的圈钉做匀速圆周运动。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；mg与FN相互抵消，其合力即为绳子的拉力，其方向指向圆心 。
O
mg
FN
F拉
地球绕太阳运动
小球绕铁钉运动
结论： 做匀速圆周运动的物体，合外力方向指向圆心。
分析生活中圆周运动的例子
在前面的实例中，物体所受的合力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心。
任何做匀速圆周运动物体的加速度都指向圆心。
向心加速度：
①大小
始终指向圆心并垂直于速度
②方向：
注意：向心加速度的方向时刻改变，是个变量。
③物理意义：描述线速度方向变化的快慢。
做一做
探究向心加速度大小的表达式
注意矢量的加减法则：平行四边形法则
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=w2r看，向心加速度与半径成正比。这两个结论是否矛盾？请从以下两个角度讨论这个问题。
(1)在y=kx这个关系式中，说y与x成正比，前提是什么？
(2)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。
不矛盾
K一定
轴动
从公式 看，v不变时，an与r 成反比
从公式 看，ω不变时，an与r 成正比
（传动）
问题与练习解答：
1、 甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，关于以下四种情况各举一个实际的例子。在这四种情况下哪个物体的向心加速度比较大？
A、它们的线速度相等，乙的半径小。
B、它们的周期相等，甲的半径大。
C、它们的角速度相等，乙的线速度小。
D、它们的线速度相等，在相同时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙的大。
A 、齿轮运动中 一个大轮子咬合一个小轮子转动的时候，二者线速度相等（传动）。
B、C 周期相等即角速度相等（轴动）， 所以在同一圆盘上转动的两点，半径不同， 线速度也不同。
D、线速度相等（传动），在相同的时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙的大。即是说甲的角速度比乙大。也就是说线速度相等角速度不等，同样出现在齿轮运动中。
2、月球绕地球公转的轨道接近圈，半径为 3.84 ×105km，公转周期是 27.3 天。月球绕地球公转的向心加速度是多大?
由题意可知，月球的公转周期为：
T=27.3天=27.3×24×3600=2.36×106s
解：
轨道半径为：r=3.84×108m
则月球的向心加速为：
ω1:ω2=n1:n2=3:1
1.5
3
1
1
3
1
1、半径：由题目已知、先填好半径
2、角速度：由机和A为轴动角速度相等，填机和A为1
3、线速度：由V=rw，填机为3
4、线速度：由机与电为传动线速度相等，可填电为3
解：
3
3
5、角速度：由V=rw，电填3.
机 电 A
r
W
V
3、一部机器由电动机带动，机器上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍，皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮边上一点的向心加速度0.10m/s2
1、电动机皮带轮与机器皮带轮的转速比n1：n2是多少？
2、机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，A点的向心加速度是多少？
3、电动机皮带轮边蟓上某点的向心加速度是多？
解：
（2）因为A与机器轮同轴（轴动），所以角速度相等。
（3）因为皮带连接（传动），所以线速度相等。由a=v2/r得：
4、A、B两快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比为4：3，运动方向改变的角度之比是3：2、它们的向心加速度之比是？
aA:aB=12:6=2:1
1、路程可以看着是线速度
2、角速度
解：
3、加速度：由a=Vw，
3
4
3
2
12
6
总结：遇到比例求解的用表格
A B
W
V
a
任何做匀速圆周运动物体的加速度都指向圆心。
向心加速度：
①大小
始终指向圆心并垂直于速度
②方向：
注意：向心加速度的方向时刻改变，是个变量。
③物理意义：描述线速度方向变化的快慢。
课堂小结
轴动
（传动）
5.5向心加速度
匀速圆周运动“匀速”的含义是什么？
指线速度的大小处处相等
O
一定有加速度
匀速圆周运动是变速运动
运动状态改变
一定受到外力
圆周运动，即使是匀速圆周运动，由于运动方向在不断改变，所以也是变速运动。既然是变速运动，就会有加速度。那么加速度指向哪个方向？
牛顿 第二定律告诉我们，物体加速度的方向总是与它受力的方向一致。
这个关系不仅对直线运动正确，对曲线运动同样正确。
我们已经知道，如果物体不受力，它将处于静止状态或做匀速直线运动。我们还知道，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物休速度的大小或（和）方向。所以，沿着圆周运动的物体一定受力。
那么，做匀速圆周运动的物休，它所受的力沿什么方向？考虑几个实例也许会受到启发。
例1：地球绕太阳做匀速圆周运动，地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向?
地球受到指向太阳的引力作用；
这个力指向太阳的方向（圆心）。
我们已经知道，如果物体不受力，它将处于静止状态或做匀速直线运动。我们还知道，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物休速度的大小或（和）方向。所以，沿着圆周运动的物体一定受力。
例2：光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的圈钉做匀速圆周运动。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；mg与FN相互抵消，其合力即为绳子的拉力，其方向指向圆心 。
O
mg
FN
F拉
地球绕太阳运动
小球绕铁钉运动
结论： 做匀速圆周运动的物体，合外力方向指向圆心。
分析生活中圆周运动的例子
在前面的实例中，物体所受的合力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心。
任何做匀速圆周运动物体的加速度都指向圆心。
向心加速度：
①大小
始终指向圆心并垂直于速度
②方向：
注意：向心加速度的方向时刻改变，是个变量。
③物理意义：描述线速度方向变化的快慢。
做一做
探究向心加速度大小的表达式
注意矢量的加减法则：平行四边形法则
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=w2r看，向心加速度与半径成正比。这两个结论是否矛盾？请从以下两个角度讨论这个问题。
(1)在y=kx这个关系式中，说y与x成正比，前提是什么？
(2)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。
不矛盾
K一定
轴动
从公式 看，v不变时，an与r 成反比
从公式 看，ω不变时，an与r 成正比
（传动）
问题与练习解答：
1、 甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，关于以下四种情况各举一个实际的例子。在这四种情况下哪个物体的向心加速度比较大？
A、它们的线速度相等，乙的半径小。
B、它们的周期相等，甲的半径大。
C、它们的角速度相等，乙的线速度小。
D、它们的线速度相等，在相同时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙的大。
A 、齿轮运动中 一个大轮子咬合一个小轮子转动的时候，二者线速度相等（传动）。
B、C 周期相等即角速度相等（轴动）， 所以在同一圆盘上转动的两点，半径不同， 线速度也不同。
D、线速度相等（传动），在相同的时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙的大。即是说甲的角速度比乙大。也就是说线速度相等角速度不等，同样出现在齿轮运动中。
2、月球绕地球公转的轨道接近圈，半径为 3.84 ×105km，公转周期是 27.3 天。月球绕地球公转的向心加速度是多大?
由题意可知，月球的公转周期为：
T=27.3天=27.3×24×3600=2.36×106s
解：
轨道半径为：r=3.84×108m
则月球的向心加速为：
ω1:ω2=n1:n2=3:1
1.5
3
1
1
3
1
1、半径：由题目已知、先填好半径
2、角速度：由机和A为轴动角速度相等，填机和A为1
3、线速度：由V=rw，填机为3
4、线速度：由机与电为传动线速度相等，可填电为3
解：
3
3
5、角速度：由V=rw，电填3.
机 电 A
r
W
V
3、一部机器由电动机带动，机器上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍，皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮边上一点的向心加速度0.10m/s2
1、电动机皮带轮与机器皮带轮的转速比n1：n2是多少？
2、机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，A点的向心加速度是多少？
3、电动机皮带轮边蟓上某点的向心加速度是多？
解：
（2）因为A与机器轮同轴（轴动），所以角速度相等。
（3）因为皮带连接（传动），所以线速度相等。由a=v2/r得：
4、A、B两快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比为4：3，运动方向改变的角度之比是3：2、它们的向心加速度之比是？
aA:aB=12:6=2:1
1、路程可以看着是线速度
2、角速度
解：
3、加速度：由a=Vw，
3
4
3
2
12
6
总结：遇到比例求解的用表格
A B
W
V
a
任何做匀速圆周运动物体的加速度都指向圆心。
向心加速度：
①大小
始终指向圆心并垂直于速度
②方向：
注意：向心加速度的方向时刻改变，是个变量。
③物理意义：描述线速度方向变化的快慢。
课堂小结
轴动
（传动）