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免费下载高中物理必修2教研课《5.5向心加速度》课件PPT

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(1)图6.6—1中的地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向?
(2)图6.6—2中的小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向?
学生小实验
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
受力分析:
结论: FN与G相抵消,所以合力为F
O
F
F
F
V
V
V
O
力与运动分析:
3 .向心力的作用效果:只改变速度的方向,不改变速度的大小.
讨论得到(概括):
1 .作匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用,我们把这个力叫做向心力;
2 .向心力的方向:与速度垂直,始终指向圆心(方向不断变化);
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?
3、“任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向圆心”吗?
那么做圆周运动的物体,加速度的大小和方向如何确定呢?
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
结论: 速度的变化量Δv可以用初速度v1末端 指向末速度v2末端的有向线段来表示。
匀速圆周运动的加速度
1、速度的变化量Δv的方向
设质点做半径为r的匀速圆周运动,经过Δt从A运动到B
Δv
结论:匀速圆周运动的瞬时加速度方向指向圆心--------向心加速度。
1、加速度的方向
VA
VA
VB
VA
VB
Δv
Δv
匀速圆周运动的加速度
Δv
2、向心加速度的大小
VA
VB
三角形OAB和由vA、vB、Δv组成的矢量三角形相似
r
匀速圆周运动的加速度
小结:匀速圆周运动的加速度
1、方向指向圆心
2、大小
3、意义:反映速度方向改变快慢的物理量
1、向心加速度的大小尽管不变,但向心加速度的方向在时刻变化,因此向心加速度也是变化的。
3、向心加速度的两种表达式的物理意义,在利用这两个公式比较两个作匀速圆周运动的质点的向心加速度大小时,应表达为:当线速度v相等时,向心加速度的大小与半径r成反比;当角速度ω相等时,向心加速度的大小an 与半径r成正比。
2、向心加速度反映的是匀速圆周运动的速度方向时刻改变。(因为其速度大小是不变的)
上海在北纬31°,求上海所在处物体绕地轴做圆周运动的向心加速度是多大?(设地球半径R=6400km,COS31°=0.86)
A
O
R
r
分析:首先应明确物体做匀速圆周运动;再确定圆周轨迹、圆心及半径。
解:物体随地球自转的角速度
ω =2π/T
O’
圆周半径r=R • cos31°
∴a=ω2r
= R • cos31°•(2π/T) 2
代入数据可得a=2.9×10-2m/s2
一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动,转动周期为2s,则物体在运动过程中的任意时刻,速度变化率大小为多?
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。