高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第二节 向心力与向心加速度集体备课ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第二节 向心力与向心加速度集体备课ppt课件，共19页。PPT课件主要包含了学习目标及任务，圆筒对小物块的支持力，方向竖直向下，以飞行员为研究对象，向心力与向心加速度，1大小，向心力，向心加速度等内容，欢迎下载使用。
理解向心加速度的概念，知道向心加速度的公式。计算简单情境中的向心加速度。知道在变速圆周运动中，可用向心力和向心加速度的公式，计算质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。
质点做匀速圆周运动时向心力大小：方向：始终指向圆心向心力是根据力的作用效果命名的。向心力的来源：由某个力或者几个力的合力提供。
例题：分析图中物体的受力情况，并说明它们做匀速圆周运动时向心力的来源。（1）如图（a）所示，小球A挂在细线下端，并在水平面内做匀速圆周运动。（2）如图（b）所示，小球B在内壁光滑的固定倒立圆锥内表面做匀速圆周运动。（3）如图（c）所示，小物块C在直立圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动。
小球做圆周运动的轨迹和圆心在哪？
理解：向心力是一种效果力
小球所受重力、细线对小球的拉力的合力
小球所受重力、圆锥对小球的支持力的合力
如图（a）所示，小球A挂在细线下端，并在水平面内做匀速圆周运动。若已知细线长为L，小球质量为m，细线与竖直线的夹角为α。试求：（1）小球所受合外力的表达式；（2）小球做匀速圆周运动的角速度的表达式。
解：（1）设小球所受合外力为F
（2）根据合外力提供向心力
解题思路：明确物体做圆周运动的轨迹及圆心受力分析，明确向心力的来源列式求解（合外力提供向心力）
思考：生活经验告诉我们，如果转动得快，绳与竖直线的夹角就大，你能够给出理论依据吗？
角速度增大，夹角也随之增大。
方向： 与向心力方向一致，即总指向圆心。
理解向心加速度：向心加速度的方向，总是与线速度方向垂直只是描述线速度方向变化的快慢
例题：如图所示，A、B、C分别是大齿轮、小齿轮边缘上的点和后轮边缘上的点，当转动脚踏板时，这三点间的加速度大小如何比较？你选择公式的依据是什么？
A、B两点线速度大小相等
B、C两点角速度大小相等
向心力和向心加速度的表达式
线速度、角速度与周期、频率、转速之间的关系利用推导出向心力和向心加速度的其他表达形式
特点：角速度、周期、频率、转速不变线速度大小不变，方向时刻变化加速度大小不变方向：与线速度方向垂直，始终指向圆心，方向时刻改变运动性质：变加速曲线运动
线速度大小发生变化的圆周运动速度方向改变，需要什么方向的力？速度大小改变，需要什么方向的力？物体实际所受合外力的方向？变速圆周运动，合外力不指向圆心
向心力的来源：合外力在指向圆心方向的分量。对于变速圆周运动，向心力和向心加速度的公式依然是适用的，在分析变速圆周运动时，公式中的a、v、ω取瞬时值。
如图，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，小球从一定高度摆下，试分析：（1）小球经过图示位置时（此时细线与竖直线的夹角为α），向心力的来源。（2）小球是在加速还是减速。（3）小球经过最低点时，向心力的来源。
解：（1）合外力在指向圆心方向上的分量提供向心力
（2）合外力在沿切向方向上的分量与线速度方向相同，所以小球在加速
（3）小球经过最低点时，合外力指向圆心，提供向心力。此时，在沿切线方向上合力为0，小球的速度大小达到最大值
例题：飞机做特技表演时常做俯冲和拉起运动．如图所示，飞机在某次做俯冲拉起运动过程中，经过最低点附近时，可看作是做半径为500m的圆周运动．若飞行员的质量为65kg，飞机经过最低点时速率为360km／h，这时飞行员对座椅的压力有多大？（g＝10m/s)
由牛顿第三定律知，飞行员对于座椅的压力等于座椅对于飞行员的支持力且方向相反。所以压力
解：根据合外力提供向心力
（2）方向：沿半径指向圆心，方向不断变化。圆周运动是变加速运动。
（3）物理意义：表示速度方向变化快慢的物理量。
（3）来源：由某个力或者几个力的合力提供。
适用范围：所有圆周运动
1. 甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，关于以下四种情况各举一个实际的例子。在这四种情况下，哪个物体的向心加速度比较大？A. 它们的线速度大小相等，乙的半径小B. 它们的周期相等，甲的半径大C. 它们的角速度相等，乙的线速度小D. 它们的线速度大小相等，在相同时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙的大
2. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是 4∶3，运动方向改变的角度之比是 3∶2，它们的向心加速度之比是多少？