6.3.向心加速度 课件(共29张PPT) 2025-2026学年高一物理人教版（2019）必修第二册

(课件网) 3.向心加速度 梦天实验舱在轨飞行时，可认为它绕地球做匀速圆周运动。尽管线速度大小不变，但方向却时刻变化，因此，它运动的加速度一定不为 0。那么，该如何确定它在轨飞行时加速度的方向和大小呢？ 知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向。 1.理解向心加速度的概念。（物理观念） 2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系。（物理观念） 3.能够运用向心加速度公式求解有关问题。（科学思维） 体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养， 让我们一起 吧！ 进 走 课 堂 向心加速度———描述圆周运动速度方向变化快慢的物理量 向心加速度的物理意义 运动学特征 受力情况 加速度 牛顿第二定律 运动学公式 一、匀速圆周运动的加速度方向 【探究一、感知加速度方向】 思考：做匀速圆周运动的物体，它所受的力沿什么方向？ G FN F 合力 由牛顿第二定律知，物体的加速度方向跟合外力的方向相同。 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：描述速度变化的快慢。 2.符号：an 3.方向：始终指向圆心。 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。 一、向心加速度 探究二、推导匀速圆周运动的向心加速度的大小 ω不变时，an与r 成正比 拓展思考： 从公式 看，向心加速度与半径成反比；从公式 看，向心加速度与半径成正比；这两个结论是否矛盾？ an = v2 r an = r r r an = rω2 v不变时，an与r 成反比 【例1】如图所示，在长为l的细线下端拴一个质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，当绳子跟竖直方向的夹角为θ，小球运动的向心加速度的大小是多少？通过计算说明要增大夹角θ，应该增大小球运动的角速度。 Fn m O r F l G 【分析】 由于小球在水平面内做圆周运动，向心加速度的方向始终指向圆心。可以根据受力分析，求出向心力的大小，进而求出向心加速度的大小。根据向心加速度公式，分析小球做圆周运动的角速度 ω 与夹角 θ 之间的关系。 Fn m O r F l G 【解析】 根据对小球的受力分析，可得向心力：Fn ＝ mgtanθ 根据牛顿第二定律可得小球运动的向心加速度 an ＝ Fn/m ＝ gtan θ (1) 根据几何关系可知小球做圆周运动的半径 r＝lsin θ (2) 把向心加速度公式 an＝ω2r 和(2)式代入(1)式，可得 cosθ ＝— g lω2 从此式可以看出，当小球运动的角速度增大时，夹角也随之增大。因此，要增大夹角θ，应该增大小球运动的角速度ω。 【例2】做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1＞a2，下列判断正确的是（ ） A.甲的线速度大于乙的线速度 B.甲的角速度比乙的角速度小 C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小 D.甲的速度比乙的速度变化快 解题关键：1.匀速圆周运动的线速度大小不变; 2.加速度描述的是速度变化的快慢。 D 【例3】如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d 各点的加速度之比。 互动探究: 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”？ 我们从加速度的定义a= △ v/△t的角度讨论向心加速度的大小 一、速度的变化量 甲 v1 △v v2 （1）若v1 < v2 1.直线运动的物体：如果初速度v1和末速度v2在同一方向上，如何表示速度的变化量△v △v是矢量还是标量？ 乙 v1 △v v2 （2）若v1 > v2 2.曲线运动的物体：如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上，如何表示速度的变化量△v v1 △v v2 设质点初速度为v1，末速度为v2，则速度的变化量Δv = v2 - v1， 移项得： v1+ Δv = v2 v1 v2 Δv 结论： 速度的变化量Δv可 ... ...