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物理人教版 (2019)3 向心加速度背景图课件ppt
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这是一份物理人教版 (2019)3 向心加速度背景图课件ppt，共35页。PPT课件主要包含了课前·基础认知，课堂·重难突破，素养·目标定位，随堂训练，素养•目标定位，目标素养，知识概览，重难归纳，答案D等内容，欢迎下载使用。
1.理解向心加速度的产生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.掌握应用向心加速度公式求解有关问题的方法。
一、匀速圆周运动的加速度方向1.向心加速度。物体做匀速圆周运动时的加速度总指向 圆心 ,我们把它叫作向心加速度。 2.方向:沿半径方向指向 圆心 ,时刻与线速度方向 垂直 。
微判断1 1.做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。( )2.匀速圆周运动的加速度总指向圆心。( )3.匀速圆周运动是加速度不变的运动。( )4.圆周运动的加速度一定指向圆心。( )
二、匀速圆周运动的加速度大小
微判断2 1.物体做匀速圆周运动时加速度的大小和方向均不变。( )
一 向心加速度的理解
重难归纳1.向心加速度的物理意义。描述线速度改变的快慢,只表示线速度的方向变化的快慢,不表示其大小变化的快慢。2.方向。总是沿着圆周运动的半径指向圆心,即方向始终与运动方向垂直,方向时刻改变。
3.圆周运动的性质。不论向心加速度an的大小是否变化,an的方向是时刻改变的,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.变速圆周运动的向心加速度。做变速圆周运动的物体,加速度并不指向圆心,该加速度有两个分量:一是向心加速度,二是切向加速度。向心加速度表示速度方向变化的快慢,切向加速度表示速度大小变化的快慢。所以变速圆周运动中,向心加速度的方向也总是指向圆心。
小球在拉力作用下做匀速圆周运动,请思考:小球的向心加速度是恒定的吗?其方向一定指向圆心吗?提示:小球的向心加速度方向时刻指向圆心,方向时刻改变,因此,小球的向心加速度不是恒定的。
典例剖析【例1】 下列关于向心加速度的说法,正确的是( )A.向心加速度的方向始终指向圆心B.向心加速度的方向保持不变C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化答案:A
解析:在圆周运动中,向心加速度的方向时刻指向圆心,不断变化,选项A正确,B、C错误;在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不变,选项D错误。
学以致用1.如图所示,质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么( )A.加速度为零B.加速度恒定C.加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心D.加速度大小不变,方向时刻指向圆心答案:D
解析:由题意知,木块做匀速圆周运动,木块的加速度大小不变,方向时刻指向圆心,选项D正确,A、B、C错误。
二 对向心加速度公式的理解和应用
该公式表明,对于匀速圆周运动,当线速度一定时,向心加速度的大小与运动半径成反比;当半径一定时,向心加速度的大小与线速度的二次方成正比。该公式常用于分析涉及线速度的圆周运动问题或有两个物体做圆周运动且它们的线速度相同的情景。
2.公式an=ω2r。该公式表明,对于匀速圆周运动,当角速度一定时,向心加速度的大小与运动半径成正比;当半径一定时,向心加速度的大小与角速度的二次方成正比。该公式常用于分析涉及角速度的圆周运动问题或有两个物体做圆周运动且它们的角速度相同的情景。3.公式拓展。在以上两个公式的基础上,结合描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系,可得到以下公式an=ωv= r=4π2n2r。
4.向心加速度与半径的关系。根据上面的讨论,加速度与半径的关系与物体的运动特点有关。若线速度一定,an与r成反比;若角速度(或周期、转速)一定,an与r成正比,如图所示。
如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,A、B、C是它们边缘上的三个点,请思考:(1)哪两点的向心加速度与半径成正比?答案:B、C两个点的角速度相同,向心加速度与半径成正比。(2)哪两点的向心加速度与半径成反比?答案:A、B两个点的线速度相同,向心加速度与半径成反比。
典例剖析【例2】 如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无相对滑动,大轮的半径是小轮半径的2倍,大轮上的一点S离转动轴的距离是大轮半径的 。当大轮边缘上的P点的向心加速度是12 m/s2时,大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度的大小各为多少?答案:4 m/s2 24 m/s2
学以致用2.(多选)下图是甲、乙两球做圆周运动的向心加速度随半径变化的关系图像,甲图线是双曲线的一支,乙图线是过原点的直线。下列说法正确的是( )A.甲球线速度大小保持不变B.乙球线速度大小保持不变C.甲球角速度大小保持不变D.乙球角速度大小保持不变答案:AD
1.关于圆周运动的概念,以下说法正确的是( )A.匀速圆周运动是速度恒定的运动B.做匀速圆周运动的物体,向心加速度越大,物体的速度增加得越快C.做圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心D.物体做半径一定的匀速圆周运动时,其线速度与角速度成正比答案:D
解析:匀速圆周运动的速度方向是轨迹切线方向,时刻改变,选项A错误。做匀速圆周运动的物体,速度大小不变,方向改变,向心加速度越大,速度方向改变得越快,选项B错误。只有匀速圆周运动的加速度始终指向圆心,变速圆周运动的加速度不时刻指向圆心,选项C错误。物体做半径一定的匀速圆周运动时,根据v=rω,其线速度与角速度成正比,选项D正确。
2.如图所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动,关于小球运动到P点时的加速度方向,下列图中可能的是( )
答案:B解析:做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度,其方向指向圆心,选项B正确。
3.质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )A.因为a=Rω2,所以向心加速度a与轨道半径R成正比
解析:ω一定时,a与轨道半径R成正比,选项A错误;v一定时,a与轨道半径R成反比,选项B错误;在f一定时,a与R成正比,选项C错误;在R一定时,a与T的二次方成反比,选项D正确。
4.(多选)如图所示,有一皮带传动装置,A、B、C三点到各自转轴的距离分别为RA、RB、RC,已知RB=RC= ,若在传动过程中,皮带不打滑,则( )A.A点与C点的角速度大小相等B.A点与C点的线速度大小相等C.B点与C点的角速度大小之比为2∶1D.B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4答案:BD
1.理解向心加速度的产生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.掌握应用向心加速度公式求解有关问题的方法。
一、匀速圆周运动的加速度方向1.向心加速度。物体做匀速圆周运动时的加速度总指向 圆心 ,我们把它叫作向心加速度。 2.方向:沿半径方向指向 圆心 ,时刻与线速度方向 垂直 。
微判断1 1.做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。( )2.匀速圆周运动的加速度总指向圆心。( )3.匀速圆周运动是加速度不变的运动。( )4.圆周运动的加速度一定指向圆心。( )
二、匀速圆周运动的加速度大小
微判断2 1.物体做匀速圆周运动时加速度的大小和方向均不变。( )
一 向心加速度的理解
重难归纳1.向心加速度的物理意义。描述线速度改变的快慢,只表示线速度的方向变化的快慢,不表示其大小变化的快慢。2.方向。总是沿着圆周运动的半径指向圆心,即方向始终与运动方向垂直,方向时刻改变。
3.圆周运动的性质。不论向心加速度an的大小是否变化,an的方向是时刻改变的,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.变速圆周运动的向心加速度。做变速圆周运动的物体,加速度并不指向圆心,该加速度有两个分量:一是向心加速度,二是切向加速度。向心加速度表示速度方向变化的快慢,切向加速度表示速度大小变化的快慢。所以变速圆周运动中,向心加速度的方向也总是指向圆心。
小球在拉力作用下做匀速圆周运动,请思考:小球的向心加速度是恒定的吗?其方向一定指向圆心吗?提示:小球的向心加速度方向时刻指向圆心,方向时刻改变,因此,小球的向心加速度不是恒定的。
典例剖析【例1】 下列关于向心加速度的说法,正确的是( )A.向心加速度的方向始终指向圆心B.向心加速度的方向保持不变C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化答案:A
解析:在圆周运动中,向心加速度的方向时刻指向圆心,不断变化,选项A正确,B、C错误;在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不变,选项D错误。
学以致用1.如图所示,质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么( )A.加速度为零B.加速度恒定C.加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心D.加速度大小不变,方向时刻指向圆心答案:D
解析:由题意知,木块做匀速圆周运动,木块的加速度大小不变,方向时刻指向圆心,选项D正确,A、B、C错误。
二 对向心加速度公式的理解和应用
该公式表明,对于匀速圆周运动,当线速度一定时,向心加速度的大小与运动半径成反比;当半径一定时,向心加速度的大小与线速度的二次方成正比。该公式常用于分析涉及线速度的圆周运动问题或有两个物体做圆周运动且它们的线速度相同的情景。
2.公式an=ω2r。该公式表明,对于匀速圆周运动,当角速度一定时,向心加速度的大小与运动半径成正比;当半径一定时,向心加速度的大小与角速度的二次方成正比。该公式常用于分析涉及角速度的圆周运动问题或有两个物体做圆周运动且它们的角速度相同的情景。3.公式拓展。在以上两个公式的基础上,结合描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系,可得到以下公式an=ωv= r=4π2n2r。
4.向心加速度与半径的关系。根据上面的讨论,加速度与半径的关系与物体的运动特点有关。若线速度一定,an与r成反比;若角速度(或周期、转速)一定,an与r成正比,如图所示。
如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,A、B、C是它们边缘上的三个点,请思考:(1)哪两点的向心加速度与半径成正比?答案:B、C两个点的角速度相同,向心加速度与半径成正比。(2)哪两点的向心加速度与半径成反比?答案:A、B两个点的线速度相同,向心加速度与半径成反比。
典例剖析【例2】 如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无相对滑动,大轮的半径是小轮半径的2倍,大轮上的一点S离转动轴的距离是大轮半径的 。当大轮边缘上的P点的向心加速度是12 m/s2时,大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度的大小各为多少?答案:4 m/s2 24 m/s2
学以致用2.(多选)下图是甲、乙两球做圆周运动的向心加速度随半径变化的关系图像,甲图线是双曲线的一支,乙图线是过原点的直线。下列说法正确的是( )A.甲球线速度大小保持不变B.乙球线速度大小保持不变C.甲球角速度大小保持不变D.乙球角速度大小保持不变答案:AD
1.关于圆周运动的概念,以下说法正确的是( )A.匀速圆周运动是速度恒定的运动B.做匀速圆周运动的物体,向心加速度越大,物体的速度增加得越快C.做圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心D.物体做半径一定的匀速圆周运动时,其线速度与角速度成正比答案:D
解析:匀速圆周运动的速度方向是轨迹切线方向,时刻改变,选项A错误。做匀速圆周运动的物体,速度大小不变,方向改变,向心加速度越大,速度方向改变得越快,选项B错误。只有匀速圆周运动的加速度始终指向圆心,变速圆周运动的加速度不时刻指向圆心,选项C错误。物体做半径一定的匀速圆周运动时,根据v=rω,其线速度与角速度成正比,选项D正确。
2.如图所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动,关于小球运动到P点时的加速度方向,下列图中可能的是( )
答案:B解析:做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度,其方向指向圆心,选项B正确。
3.质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )A.因为a=Rω2,所以向心加速度a与轨道半径R成正比
解析:ω一定时,a与轨道半径R成正比,选项A错误;v一定时,a与轨道半径R成反比,选项B错误;在f一定时,a与R成正比,选项C错误;在R一定时,a与T的二次方成反比,选项D正确。
4.(多选)如图所示,有一皮带传动装置,A、B、C三点到各自转轴的距离分别为RA、RB、RC,已知RB=RC= ,若在传动过程中,皮带不打滑,则( )A.A点与C点的角速度大小相等B.A点与C点的线速度大小相等C.B点与C点的角速度大小之比为2∶1D.B点与C点的向心加速度大小之比为1∶4答案:BD
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