5.5 向心加速度—人教版高中物理必修二课件（机构专用）(共44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（机构专用）(共44张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 24.4MB | ||
| 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 | 2020-05-23 07:28:21 | ||
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文档简介
(共44张PPT)
高中物理课程（必修二）
—— 5.5 向心加速度
录
目
前情回顾
01
要点解析
02
题型演练
03
课程总结
04
课后作业
05
节
章
前情回顾
Part One
前情回顾
课后作业讲评
C
BD
【作1】下面关于匀速圆周运动的说法正确的是（ ）
A. 匀速圆周运动是一种平衡状态
B. 做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力
C. 匀速圆周运动是一种速度和加速度都不断改变的变速运动
D. 匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动
【作2】（多选）关于角速度、线速度和周期，下面说法中正确的是（ ）
A. 半径一定，角速度与线速度成反比
B. 半径一定，角速度与线速度成正比
C. 线速度一定，角速度与半径成正比
D. 不论半径等于多少，角速度与周期始终成反比
课后作业讲评
车轮半径R
2(n-1)πR
偏大
【作3】如图所示，某同学要在自己的一辆自行车上装上显示自行车行驶速度和行驶里程的"码表"。"码表"由永磁铁、传感器、表体三个基本部件构成。传感器固定在自行车的前叉上，永磁铁固定在轮子的辐条上，车轮转一周，永磁铁就经过传感器一次，传感器在磁铁的作用下产生一个脉冲信号，脉冲信号被安装在车把上的"表体"记录下来，经过"码表"内部电路处理之后就能显示出自行车行驶速度和行驶里程。
（1）设骑行过程中"码表"内部记录到了传感器的脉冲信号频率f，还需要给"表体"输入
一个必要的数据，才能正确显示出自行车的骑行速度。这位同学应该输入的数
据是 。
（2）在骑行过程中，从接收到第一个脉冲信号到接收到第n个脉冲
信号这段时间内，骑行里程是 。
（3）如果有一只"码表"是跟男式大轮自行车配套的，现把它装在女
式小轮自行车上，则显示出的骑行速度 。
（填"偏大"、"准确"、"偏小"）
节
章
要点解析
Part Two
匀速圆周运动的定义是什么？有什么特点？
线速度的大小处处相等的圆周运动叫做匀速圆周运动
匀速圆周运动的速度方向在不断变化
它是一种? ? ? ? ?运动
变速
必然具有
加速度
做匀速圆周运动的物体所受合外力不为零
做匀速圆周运动物体的加速度方向和大小如何确定呢？
匀速圆周运动的特点
理解向心加速度的推导过程?
掌握向心加速度的五个公式，并能灵活应用公式解决问题
向心加速度的推导
考虑几个实例
地球绕太阳做（近似的）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？
地球受到吸引作用
指向圆心（太阳）
由实例感受向心加速度方向
光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做? ? ? ? ? ? ? ? 运动。小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？
匀速圆周
合力指向圆心
由实例感受向心加速度方向
根据牛顿第二定律，加速度方向和合外力方向一致
指向圆心
据有限的实例不能得出普遍性的结论
你能根据前面的几个实例猜想出做匀速圆周运动的物体加速度的方向吗？
由实例感受向心加速度方向
这里我们利用反推法
①若所受合力与线速度夹?
则这个力起动力作用
物体的线速度将?
②若所受合力与线速度夹?
则这个力起阻力作用
物体的线速度将?
做匀速圆周运动的物体的合力与线速度垂直，即指向圆心
锐角
钝角
越来越大
越来越小
匀速圆周运动的加速度指向圆心
向心加速度指向圆心的反证法
加速度的定义是什么？
速度变化量
加速度的方向与速度变化量的方向一致
速度变化量的方向如何判定呢？我们先来看看直线运动的情况
理论分析向心加速度的方向
直线运动
沿直线向右加速运动的物体，原来速度是5m/s，经过一段时间后，速度增大为8m/s，求这段时间内物体速度的变化量？
如果物体的速度由向右的5m/s减小到3m/s，其速度变化量又是怎样的？
方向水平向右
方向水平向左
速度变化量
从同一点作出两个速度矢量，从 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 至 ? ? ? ? ? ? ? ? 所作的矢量就是速度的变化量?
我们利用这种方法来看看曲线运动中的速度变化量
速度变化量的作法
速度变化量
曲线运动
小球从A运动到B，做曲线运动，A点的速度大小为5m/s，方向如图所示；B点的速度大小为5m/s，B点速度方向相对A点偏60度角，如图所示，画一画在这个过程中小球速度的变化量？
速度变化量
在匀速圆周运动中，物体速度变化量的方向是怎样的？加速度的方向又是怎样的？
平均加速度
? ? 的方向将垂直于? ? 的方向
瞬时加速度的方向指向圆心
理论分析向心加速度的方向
定义：
任何做匀速圆周运动的物体的加速度都 指向圆心 。这个加速度叫做向心加速度
符号：
方向：
始终指向圆心
物理意义：
描述线速度方向变化的快慢
那么匀速圆周运动向心加速度的大小（表达式）是多少？
向心加速度
与速度围成的矢量三角形相似
时，弦AB
趋近于弧AB
向心加速度的大小：
理论分析向心加速度的大小
如何用角速度来表示向心加速度的大小？
向心加速度的公式
如何用周期、频率和转速来表示向心加速度的大小？
向心加速度的公式
向心加速度还可以用线速度和角速度表示吗？
向心加速度的公式
从公式? ? ? ? ? ? ?看，向心加速度与半径成反比；而从公式? ? ? ? ? ? ? 看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？
两个结论的成立条件不同
角速度不变时
线速度不变时
向心加速度公式的反思
匀速圆周运动的向心加速度是否变化？
匀速圆周运动的加速度大小不变、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ，所以 向心加速度是变化 的
方向时刻变化
匀速圆周运动是匀变速运动还是变加速运动？
匀速圆周运动是变加速运动
向心加速度公式的反思
自行车的大齿轮、小齿轮和后轮之间如何传动
三种传动装置
掌握同轴、皮带、齿轮三种传动装置及其特点，并能解决具体问题
三种传动装置
A、B两点的角速度之比是多少？
周期之比是多少？
皮带（链条）传动
A、B两点的角速度之比是多少？
周期之比是多少？
齿轮传动
A、B两点的线速度之比是多少？
周期之比是多少？
共轴传动
A、B两点的线速度之比是多少？
周期之比是多少？
共轴传动
节
章
题型演练
Part Three
【例1】（多选）下列关于向心加速度的说法中正确的是（ ）
A. 向心加速度越大，物体速率变化越快
B. 向心加速度越大，物体速度方向变化越快
C. 在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的
D. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直
BD
例题讲解（向心加速度的理解）
【练1】关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法中正确的是（ ）
A. 由于a＝v2 / r，所以线速度大的物体向心加速度大
B. 由于a＝v2 / r，所以半径大的物体向心加速度小
C. 由于a=rω2，所以角速度大的物体向心加速度大
D. 由于a=rω2，所以角速度大的物体向心加速度可能大
D
变式训练（向心加速度的理解）
【例2】甲、乙两个物体都做匀速圆周运动。转动半径比为3：4，在相同的时间里甲转过60圈时，乙转过45圈，则它们所受的向心加速度之比为（ ）
A. 3：4
B. 4：3
C. 4：9
D. 9：16
B
例题讲解（向心加速度的应用）
【练2】甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为9：4，转动的周期之比为3：4，则它们所受的向心加速度之比为（ ）
A. 1：4
B. 4：1
C. 4：9
D. 9：4
B
变式训练（向心加速度的应用）
AB
例题讲解（三种传动装置）
【例3】（多选）如图所示，皮带传动装置在运行中皮带不打滑。两轮半径分别为R和r，r：R=2：3，M、N分别为两轮边缘上的点。则在皮带轮运行过程中（ ）
A. 它们的角速度之比ωM：ωN=2：3
B. 它们的向心加速度之比aM：aN=2：3
C. 它们的速率之比vM：vN=2：3
D. 它们的周期之比为TM：TN=2：3
C
变式训练（三种传动装置）
【练3】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，且转动时不打滑，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. 1：4：8
B. 4：1：8
C. 4：1：32
D. 1：4：32
节
章
课程总结
Part Four
任何做匀速圆周运动的物体的加速度都? ? ? ? ? ? ? ，这个加速度叫做
向心加速度
指向圆心
向心加速度的方向始终
指向圆心
向心加速度描述? ? 速度的? ? ? ?变化快慢
线
方向
向心加速度的大小
小结
AB两点等量关系
线速度之比
角速度之比
周期之比
共轴传动
皮带传动
齿轮传动
小结
节
章
课后作业
Part Five
配套教材：第26页【练1】、【例1】、【练2】；
第27页【练1】、【练2】；
第28页【练3】。
课后作业
大
谢
谢
家
高中物理课程（必修二）
—— 5.5 向心加速度
录
目
前情回顾
01
要点解析
02
题型演练
03
课程总结
04
课后作业
05
节
章
前情回顾
Part One
前情回顾
课后作业讲评
C
BD
【作1】下面关于匀速圆周运动的说法正确的是（ ）
A. 匀速圆周运动是一种平衡状态
B. 做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力
C. 匀速圆周运动是一种速度和加速度都不断改变的变速运动
D. 匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动
【作2】（多选）关于角速度、线速度和周期，下面说法中正确的是（ ）
A. 半径一定，角速度与线速度成反比
B. 半径一定，角速度与线速度成正比
C. 线速度一定，角速度与半径成正比
D. 不论半径等于多少，角速度与周期始终成反比
课后作业讲评
车轮半径R
2(n-1)πR
偏大
【作3】如图所示，某同学要在自己的一辆自行车上装上显示自行车行驶速度和行驶里程的"码表"。"码表"由永磁铁、传感器、表体三个基本部件构成。传感器固定在自行车的前叉上，永磁铁固定在轮子的辐条上，车轮转一周，永磁铁就经过传感器一次，传感器在磁铁的作用下产生一个脉冲信号，脉冲信号被安装在车把上的"表体"记录下来，经过"码表"内部电路处理之后就能显示出自行车行驶速度和行驶里程。
（1）设骑行过程中"码表"内部记录到了传感器的脉冲信号频率f，还需要给"表体"输入
一个必要的数据，才能正确显示出自行车的骑行速度。这位同学应该输入的数
据是 。
（2）在骑行过程中，从接收到第一个脉冲信号到接收到第n个脉冲
信号这段时间内，骑行里程是 。
（3）如果有一只"码表"是跟男式大轮自行车配套的，现把它装在女
式小轮自行车上，则显示出的骑行速度 。
（填"偏大"、"准确"、"偏小"）
节
章
要点解析
Part Two
匀速圆周运动的定义是什么？有什么特点？
线速度的大小处处相等的圆周运动叫做匀速圆周运动
匀速圆周运动的速度方向在不断变化
它是一种? ? ? ? ?运动
变速
必然具有
加速度
做匀速圆周运动的物体所受合外力不为零
做匀速圆周运动物体的加速度方向和大小如何确定呢？
匀速圆周运动的特点
理解向心加速度的推导过程?
掌握向心加速度的五个公式，并能灵活应用公式解决问题
向心加速度的推导
考虑几个实例
地球绕太阳做（近似的）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？
地球受到吸引作用
指向圆心（太阳）
由实例感受向心加速度方向
光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做? ? ? ? ? ? ? ? 运动。小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？
匀速圆周
合力指向圆心
由实例感受向心加速度方向
根据牛顿第二定律，加速度方向和合外力方向一致
指向圆心
据有限的实例不能得出普遍性的结论
你能根据前面的几个实例猜想出做匀速圆周运动的物体加速度的方向吗？
由实例感受向心加速度方向
这里我们利用反推法
①若所受合力与线速度夹?
则这个力起动力作用
物体的线速度将?
②若所受合力与线速度夹?
则这个力起阻力作用
物体的线速度将?
做匀速圆周运动的物体的合力与线速度垂直，即指向圆心
锐角
钝角
越来越大
越来越小
匀速圆周运动的加速度指向圆心
向心加速度指向圆心的反证法
加速度的定义是什么？
速度变化量
加速度的方向与速度变化量的方向一致
速度变化量的方向如何判定呢？我们先来看看直线运动的情况
理论分析向心加速度的方向
直线运动
沿直线向右加速运动的物体，原来速度是5m/s，经过一段时间后，速度增大为8m/s，求这段时间内物体速度的变化量？
如果物体的速度由向右的5m/s减小到3m/s，其速度变化量又是怎样的？
方向水平向右
方向水平向左
速度变化量
从同一点作出两个速度矢量，从 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 至 ? ? ? ? ? ? ? ? 所作的矢量就是速度的变化量?
我们利用这种方法来看看曲线运动中的速度变化量
速度变化量的作法
速度变化量
曲线运动
小球从A运动到B，做曲线运动，A点的速度大小为5m/s，方向如图所示；B点的速度大小为5m/s，B点速度方向相对A点偏60度角，如图所示，画一画在这个过程中小球速度的变化量？
速度变化量
在匀速圆周运动中，物体速度变化量的方向是怎样的？加速度的方向又是怎样的？
平均加速度
? ? 的方向将垂直于? ? 的方向
瞬时加速度的方向指向圆心
理论分析向心加速度的方向
定义：
任何做匀速圆周运动的物体的加速度都 指向圆心 。这个加速度叫做向心加速度
符号：
方向：
始终指向圆心
物理意义：
描述线速度方向变化的快慢
那么匀速圆周运动向心加速度的大小（表达式）是多少？
向心加速度
与速度围成的矢量三角形相似
时，弦AB
趋近于弧AB
向心加速度的大小：
理论分析向心加速度的大小
如何用角速度来表示向心加速度的大小？
向心加速度的公式
如何用周期、频率和转速来表示向心加速度的大小？
向心加速度的公式
向心加速度还可以用线速度和角速度表示吗？
向心加速度的公式
从公式? ? ? ? ? ? ?看，向心加速度与半径成反比；而从公式? ? ? ? ? ? ? 看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？
两个结论的成立条件不同
角速度不变时
线速度不变时
向心加速度公式的反思
匀速圆周运动的向心加速度是否变化？
匀速圆周运动的加速度大小不变、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ，所以 向心加速度是变化 的
方向时刻变化
匀速圆周运动是匀变速运动还是变加速运动？
匀速圆周运动是变加速运动
向心加速度公式的反思
自行车的大齿轮、小齿轮和后轮之间如何传动
三种传动装置
掌握同轴、皮带、齿轮三种传动装置及其特点，并能解决具体问题
三种传动装置
A、B两点的角速度之比是多少？
周期之比是多少？
皮带（链条）传动
A、B两点的角速度之比是多少？
周期之比是多少？
齿轮传动
A、B两点的线速度之比是多少？
周期之比是多少？
共轴传动
A、B两点的线速度之比是多少？
周期之比是多少？
共轴传动
节
章
题型演练
Part Three
【例1】（多选）下列关于向心加速度的说法中正确的是（ ）
A. 向心加速度越大，物体速率变化越快
B. 向心加速度越大，物体速度方向变化越快
C. 在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的
D. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直
BD
例题讲解（向心加速度的理解）
【练1】关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法中正确的是（ ）
A. 由于a＝v2 / r，所以线速度大的物体向心加速度大
B. 由于a＝v2 / r，所以半径大的物体向心加速度小
C. 由于a=rω2，所以角速度大的物体向心加速度大
D. 由于a=rω2，所以角速度大的物体向心加速度可能大
D
变式训练（向心加速度的理解）
【例2】甲、乙两个物体都做匀速圆周运动。转动半径比为3：4，在相同的时间里甲转过60圈时，乙转过45圈，则它们所受的向心加速度之比为（ ）
A. 3：4
B. 4：3
C. 4：9
D. 9：16
B
例题讲解（向心加速度的应用）
【练2】甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为9：4，转动的周期之比为3：4，则它们所受的向心加速度之比为（ ）
A. 1：4
B. 4：1
C. 4：9
D. 9：4
B
变式训练（向心加速度的应用）
AB
例题讲解（三种传动装置）
【例3】（多选）如图所示，皮带传动装置在运行中皮带不打滑。两轮半径分别为R和r，r：R=2：3，M、N分别为两轮边缘上的点。则在皮带轮运行过程中（ ）
A. 它们的角速度之比ωM：ωN=2：3
B. 它们的向心加速度之比aM：aN=2：3
C. 它们的速率之比vM：vN=2：3
D. 它们的周期之比为TM：TN=2：3
C
变式训练（三种传动装置）
【练3】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，且转动时不打滑，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. 1：4：8
B. 4：1：8
C. 4：1：32
D. 1：4：32
节
章
课程总结
Part Four
任何做匀速圆周运动的物体的加速度都? ? ? ? ? ? ? ，这个加速度叫做
向心加速度
指向圆心
向心加速度的方向始终
指向圆心
向心加速度描述? ? 速度的? ? ? ?变化快慢
线
方向
向心加速度的大小
小结
AB两点等量关系
线速度之比
角速度之比
周期之比
共轴传动
皮带传动
齿轮传动
小结
节
章
课后作业
Part Five
配套教材：第26页【练1】、【例1】、【练2】；
第27页【练1】、【练2】；
第28页【练3】。
课后作业
大
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