2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件 23张PPT
文档属性
| 名称 | 2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件 23张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 588.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-07 15:50:25 | ||
图片预览
文档简介
1.复习提问
什么是匀速圆周运动?
“匀速”的含义是什么？
那么做匀速圆周运动的物体其加速度有什么样的特点呢?
它的方向怎样?大小如何计算?
匀速圆周运动是变速运动
变速运动
运动状态改变
一定存在加速度
向心加速度
学习目标
1.理解速度变化量和向心加速度的概念。
2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。
3.能够运用向心加速度公式求解有关问题。
知识精讲
2.1.1动力学观点
加速度的方向和合力的方向相同
地球受到什么力的作用？这个力可能沿什么方向？
小球受到几
个力的作用？
这几个力的
合力沿什么
方向？
地球做匀速圆周运动的加速度指向圆心．
小球做匀速圆周运动的加速度指向圆心．
即：做匀速圆周运动的物体的加速度总是指向圆心．
（1）直线运动中速度变化量的方向
从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度矢量v1和v2，
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 .
（2）曲线运动中速度变化量的方向
v2
v1
v2
v1
Δv
v1
v2
Δv
v1
v2
Δv
v1
v2
Δv
设质点沿半径为r 的圆做匀速圆周运动，某时刻位于A点，速度为vA ，经过时间△t 后位于B点，速度为vB ．如下图所示
做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心．
vB
Δv
vA
Δv
vB
vA
当△t很小很小时，△v指向圆心
（3）匀速圆周运动中速度变化量的方向
向心加速度的表达式
设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v 轨迹半径为r。经过时间△t，物体从A点运动到B点。尝试用v 、r 写出向心加速度的表达式。
O
ΔV
VB
B
VA
A
θ
VA
θ
vA、vB、△v 组成的三角形与ΔABO相似
∴ =
AB
Δv
v
r
∴ an = = ·
AB
v
r
Δv
Δt
Δt
（△t 很小很小时，AB=AB=Δs）
∴ = = = v
AB
Δs
Δt
Δt
AB
Δt
∴ an = · v =
v
r
v2
r
α
（1）定义：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度
（4）物理意义：描述线速度方向变化的快慢，
（2）符号：an
（3）方向：始终指向圆心；始终与速度的方向垂直
（5）说明：匀速圆周运动加速度的大小不变，方向时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动
（6）向加速度的表达式
= 4π2n2r
《学法大视野》P18借题发挥
1.关于向心加速度的说法正确的是( )
A.向心加速度越大，物体速率变化越快
B.向心加速度的大小与轨道半径成反比
C.向心加速度的方向始终与速度方向垂直
D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量
C
2. 如图所示，为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中A为双曲线的一个分支，由图可知 ( )
A．A物体运动的线速度大小不变
B．A物体运动的角速度大小不变
C．B物体运动的角速度大小不变
D．B物体运动的线速度大小不变
3、一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v =0.2m/s,则它的向心加速度为______m/s2， 角速度为_____ rad/s， 周期为_____s。
0.2
1
2π
4、关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是 （ ）
A、它们的方向都沿半径指向地心
B、它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小
关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是 （ ）
A、它们的方向都沿半径指向地心
B、它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小
BD
O
R
θ
R'
O'
O
R
R'
θ
O'
4.如图，A、B、C三轮半径之比为3∶2∶1，A与B共轴，B与C用不打滑的皮带轮传动，则A、B、C三轮的轮缘上各点的线速度大小之比为多少？角速度大小之比为多少？转动的向心加速度大小之比为多少？
A
B
C
能力突破
例1．如图，直杆OB绕O点转动，当杆上A点速度为v1时，杆上另一点B的速度为v2，当B点速度大小增加△v时，则A点速度增加（ ）
A. B. C. D.
v1：v2=OA：OB
C
【解析 】A、B两点ω相同
(v1+△v′)：(v2+△v)=OA：OB
故可知：
例2．如图所示，质量为m的小球用长为L的悬绳固定于O点，在O点的正下方 处有一颗钉子，把悬绳拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，则小球从右向左摆的过程中悬绳碰到钉子的 前后．小球的向心加速度之比为多少？
【解析】甲、乙两轮接触处不打滑；接触处线速度相同，
甲轮边缘的线速度v=ωr，则乙轮环内径2r的圆周上各点线速度
也为 ，其角速度 ，
乙轮环上各点的角速度相等，则：N点的线速度
1．注意对速度变化量的理解，对此类问题首先要明确初、末速度（包括大小和方向），和速度变化量的物理意义，如例题1中，抓住A、B两点角速度相同这一点切入，就可以顺利解决问题；
2．在圆周运动中，当运动半径发生变化时，线速度不能发生突变，但加速度可以发生突变；
规律?方法?技巧
课堂小结
小结
an =
v2
r
an = rω2
1.定义:匀速圆周运动的加速度
3.大小:
4.方向:始终指向圆心(时刻改变)
匀速圆周运动是变加速运动
2.意义:描述速度方向变化的快慢
向心加速度
什么是匀速圆周运动?
“匀速”的含义是什么？
那么做匀速圆周运动的物体其加速度有什么样的特点呢?
它的方向怎样?大小如何计算?
匀速圆周运动是变速运动
变速运动
运动状态改变
一定存在加速度
向心加速度
学习目标
1.理解速度变化量和向心加速度的概念。
2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。
3.能够运用向心加速度公式求解有关问题。
知识精讲
2.1.1动力学观点
加速度的方向和合力的方向相同
地球受到什么力的作用？这个力可能沿什么方向？
小球受到几
个力的作用？
这几个力的
合力沿什么
方向？
地球做匀速圆周运动的加速度指向圆心．
小球做匀速圆周运动的加速度指向圆心．
即：做匀速圆周运动的物体的加速度总是指向圆心．
（1）直线运动中速度变化量的方向
从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度矢量v1和v2，
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 .
（2）曲线运动中速度变化量的方向
v2
v1
v2
v1
Δv
v1
v2
Δv
v1
v2
Δv
v1
v2
Δv
设质点沿半径为r 的圆做匀速圆周运动，某时刻位于A点，速度为vA ，经过时间△t 后位于B点，速度为vB ．如下图所示
做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心．
vB
Δv
vA
Δv
vB
vA
当△t很小很小时，△v指向圆心
（3）匀速圆周运动中速度变化量的方向
向心加速度的表达式
设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v 轨迹半径为r。经过时间△t，物体从A点运动到B点。尝试用v 、r 写出向心加速度的表达式。
O
ΔV
VB
B
VA
A
θ
VA
θ
vA、vB、△v 组成的三角形与ΔABO相似
∴ =
AB
Δv
v
r
∴ an = = ·
AB
v
r
Δv
Δt
Δt
（△t 很小很小时，AB=AB=Δs）
∴ = = = v
AB
Δs
Δt
Δt
AB
Δt
∴ an = · v =
v
r
v2
r
α
（1）定义：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度
（4）物理意义：描述线速度方向变化的快慢，
（2）符号：an
（3）方向：始终指向圆心；始终与速度的方向垂直
（5）说明：匀速圆周运动加速度的大小不变，方向时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动
（6）向加速度的表达式
= 4π2n2r
《学法大视野》P18借题发挥
1.关于向心加速度的说法正确的是( )
A.向心加速度越大，物体速率变化越快
B.向心加速度的大小与轨道半径成反比
C.向心加速度的方向始终与速度方向垂直
D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量
C
2. 如图所示，为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中A为双曲线的一个分支，由图可知 ( )
A．A物体运动的线速度大小不变
B．A物体运动的角速度大小不变
C．B物体运动的角速度大小不变
D．B物体运动的线速度大小不变
3、一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v =0.2m/s,则它的向心加速度为______m/s2， 角速度为_____ rad/s， 周期为_____s。
0.2
1
2π
4、关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是 （ ）
A、它们的方向都沿半径指向地心
B、它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小
关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是 （ ）
A、它们的方向都沿半径指向地心
B、它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小
BD
O
R
θ
R'
O'
O
R
R'
θ
O'
4.如图，A、B、C三轮半径之比为3∶2∶1，A与B共轴，B与C用不打滑的皮带轮传动，则A、B、C三轮的轮缘上各点的线速度大小之比为多少？角速度大小之比为多少？转动的向心加速度大小之比为多少？
A
B
C
能力突破
例1．如图，直杆OB绕O点转动，当杆上A点速度为v1时，杆上另一点B的速度为v2，当B点速度大小增加△v时，则A点速度增加（ ）
A. B. C. D.
v1：v2=OA：OB
C
【解析 】A、B两点ω相同
(v1+△v′)：(v2+△v)=OA：OB
故可知：
例2．如图所示，质量为m的小球用长为L的悬绳固定于O点，在O点的正下方 处有一颗钉子，把悬绳拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，则小球从右向左摆的过程中悬绳碰到钉子的 前后．小球的向心加速度之比为多少？
【解析】甲、乙两轮接触处不打滑；接触处线速度相同，
甲轮边缘的线速度v=ωr，则乙轮环内径2r的圆周上各点线速度
也为 ，其角速度 ，
乙轮环上各点的角速度相等，则：N点的线速度
1．注意对速度变化量的理解，对此类问题首先要明确初、末速度（包括大小和方向），和速度变化量的物理意义，如例题1中，抓住A、B两点角速度相同这一点切入，就可以顺利解决问题；
2．在圆周运动中，当运动半径发生变化时，线速度不能发生突变，但加速度可以发生突变；
规律?方法?技巧
课堂小结
小结
an =
v2
r
an = rω2
1.定义:匀速圆周运动的加速度
3.大小:
4.方向:始终指向圆心(时刻改变)
匀速圆周运动是变加速运动
2.意义:描述速度方向变化的快慢
向心加速度