人教版必修2高中物理5.5-向心加速度(35张PPT)

(共35张PPT)
5.5
向心加速度
什么是匀速圆周运动?
“匀速”的含义是什么？
讨论：那么物体所受的外力沿什么方向？加速度又怎样呢？
匀速圆周运动是变速曲线运动
变速曲线运动
运动状态改变
一定受到外力
一定存在加速度
地球受到什么力的作用?
这个力可能沿什么方向?
感知加速度的方向
应该受到指向太阳的引力作用
小实验
步骤一：拉住绳子一端，使小球在桌面上做匀速圆周运动。
观察与思考：
1、小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？
O
G
N
F
对小球受力分析：
小球受到重力G、支持力N和绳子的拉力F三个力的作用，N与G相抵消，所以合力为绳子的拉力F，其方向指向圆心
N
2、我们这节课讨论向心加速度，而这里却在讨论物体受力情况，这不是“南辕北辙”了吗？
由牛顿第二定律知，知道了合外力就可以推出加速度，那么物体的加速度也指向圆心
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
二.
向心加速度
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
3、表达式：an=
指向圆心
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。
2、方向：时刻变化，始终指向圆心
加速度的定义式是什么？
a
=
Δt
Δv
a
的方向与Δv
的方向相同
如何确定Δv的方向?
速度的变化量Δv
①在同一条直线上：△V=V2-V1
　
准备知识：速度变化量的求解方法　
V1
V2
△V＝？
V1
V2
△V＝？
V1
V2
△V＝？
②不在同一条直线上
速度的变化量△v与初速度v1和末速度v2的关系：从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度的矢量v1和v
2，从初速度矢量v1的末端作一个矢量△v至末速度矢量v2的末端，矢量△v就等于速度的变化量。
速度的变化量
探究：设质点沿半径为r的圆周运动，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，质点速度的变化量沿什么方向？
1、△t趋近于零时，△v/△t表示质点在A点的瞬时加速度。
2.△t趋近于零时，△θ也趋于零，△v的方向趋于跟v垂直而指向圆心。即，做匀速圆周运动的质点在任意一点的瞬时加速度方向都指向圆心。
O
B
A
vA
vB
vA
Δv
vA、vB、△v
组成的三角形与ΔABO相似
∴
=
AB
Δv
v
r
∴
Δv
=
AB
v
r
∴
an
=
=
·
AB
v
r
Δv
Δt
Δt
当△t
很小很小时，AB=AB=Δs
∴
=
=
=
v
AB
Δs
Δt
Δt
AB
Δt
∴
an
=
·
v
=
v
r
v2
r
=
rω2
=
vω
Δ
θ
Δ
θ
推导过程
向心加速度的表达式：
an
=
v2
r
an
=
rω2
思考：
从公式
看，an与r成反比；
从公式
看，an与r成正比；这两个结论是否矛盾？
an
=
v2
r
an
=
rω2
v不变时，an与r
成反比
ω不变时，an与r
成正比
请同学推导其他几个公式
4、物理意义：描述速度方向变化的快慢
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
B
C
图1
BD
图2
图3
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
AB
C
BD
D
D
图4
B
B
图5
图6
谢谢！