3.向心加速度 课标准 素养目标 知道匀速圆周运动向心加速度的大小和向。 1.向心加速度的概念。 (物理观念) 2.向心加速度公式的理解和牛顿第二定律的应用。 (科学思维) 3.结合加速度的定义式和牛顿第二定律推导向心加速度的公式。 (科学探究) 4.从生活中圆周运动的实例分析和讨论运动和力的关系,体会向心加速度的概念。 (科学态度与责任) 高端教学引领 【教学建议】 1.向心加速度的特点: 任务 建议 向心加速度的向和物理意义 通过分析水平桌面上做匀速圆周运动的小球的受力,结合牛顿第二定律和前面学到的加速度的含义引导学生分析向心加速度的向和物理意义 2.向心加速度的大小: 任务 建议 向心加速度的大小 结合加速度的定义式,运用学过的向心力公式和牛顿第二定律推导向心加速度的表达式 【情境导引】 在2022年2月18日,北京冬奥会自由式滑雪女子U形场地技巧决赛中,中国队运动员强势夺冠,摘得中国代表团本届冬奥会第八金。假设运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡的最低点过中速率不变。 问题导引: (1)运动员下滑过中受到的摩擦力怎么变化 (2)运动员下滑过中做什么运动 (3)向心加速度的向有什么特点 课前自主学习 1.匀速圆周运动的加速度向: 任务驱动:2024年2月29日,卫星互联网高轨卫星01星搭乘长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心成功发射。假设该卫星在预定轨道做匀速圆周运动。 (1)“卫星互联网高轨卫星01星”做匀速圆周运动时,有加速度吗 (2)加速度有什么特点 提示:(1)有加速度。 (2)加速度的向始终指向圆心。 (1)定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫作向心加速度。 (2)向心加速度的作用:向心加速度的向总是与速度向垂直,故向心加速度的作用只改变速度的向,对速度的大小无影响。 2.匀速圆周运动的加速度大小: 任务驱动:由向心加速度a=知,a与r成反比,由a=ω2r知,a与r成正比,这种说法正确吗 提示:不正确。由a=可知,当v的大小不变时,a与r成反比,由a=ω2r可知,当ω的大小不变时,a与r成正比。 (1)向心加速度公式:an==ω2r。 (2)向心加速度的公式既适用于匀速圆周运动,也适用于非匀速圆周运动。 【易错辨析】 (1)匀速圆周运动是匀变速运动。 ( ) (2)做匀速圆周运动的物体的加速度一定不为0。 ( ) (3)匀速圆周运动的向心加速度的向时刻指向圆心,大小不变。 ( ) (4)向心加速度只改变速度的向,不改变速度的大小。 ( ) 提示:(1)×。匀速圆周运动的加速度向时刻变化,故匀速圆周运动不是匀变速运动。 (2)√ (3)√ (4)√ 课堂合作探究 主题一 匀速圆周运动加速度的向和物理意义 【生活情境】 现在各大城市中的游乐场里都有摩天轮,摩天轮的轿厢绕其圆心做匀速圆周运动,如图所示。 【问题探究】 (1)乘客随轿厢做匀速圆周运动的过中,合外力沿什么向 合外力产生的加速度沿什么向 提示:合外力沿半径指向圆心;产生的加速度沿半径指向圆心。 (2)合外力所产生的加速度向变化吗 它引起了速度哪面的变化 提示:加速度向变化;引起速度向的改变。 【结论生成】 1.物理意义:向心加速度只表示线速度的向变化的快慢,不表示速度大小变化的快慢。 2.向: 做匀速圆周运动的物体,其速度的大小(速率)不变,向不断改变,所以加速度a没有与v同向的分量,它必然沿半径向指向圆心,故称为向心加速度。 3.圆周运动的性质: 不论向心加速度an的大小是否变化,an的向是时刻改变的,所以圆周运动的向心加速度时刻发生改变,圆周运动一定是非匀变速曲线运动。 4.一般圆周运动向心加速度向: 做非匀速圆周运动的物体的加速度并不指向圆心,而是与半径有一个夹角,我们可以把加速度a分解为沿半径向的an和沿切线向的at,则an描述速度向改变的快慢,at描述速度大小改变的快慢,其中an就是向心加速度。 [特别提醒]无论是匀速 ... ...
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