高中物理人教版 (2019)必修 第二册向心加速度教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册向心加速度教学ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了随堂练1，常用向心力公式，常用向心加速度，向心力公式，向心加速度，随堂练2，不矛盾，课堂小结，本节内容，不懂之处等内容，欢迎下载使用。
一、匀速圆周运动加速度的方向
1.光滑桌面上小球在细绳的牵引作用下，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动，细绳被拉紧。是什么保证了小球做匀速圆周运动？这个力方向如何？
2.天空二号空间实验室在轨飞行时，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.是什么保证了卫星做匀速圆周运动，以及该如何确定它在轨飞行时加速度的方向呢？
根据牛顿第二定律F合=ma，a的方向与F合方向一致，应指向地球球心
3.结合上述问题，请说明匀速圆周运动加速度是否发生变化，并总结向心加速度的方向及其物理意义
加速度方向时刻发生变化，加速度大小不发生变化
加速度方向：时刻指向圆心
加速度物理意义：描述速度方向变化的快慢
思考：匀速圆周运动是匀变速运动吗？为什么？
因为匀速圆周运动加速度的方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速运动
1.下列关于向心加速度的说法中，正确的是 （ ）A、向心加速度的方向始终与速度的方向垂直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
2.如图所示，一半径为R的球体绕轴O1、O2以角速度ω匀速转动，A、B为球体上两点。下列说法中正确的是（　　）A. A、B两点具有相同的角速度B. A、B两点具有相同的线速度C. A、B两点具有相同的向心加速度D. A、B两点的向心加速度方向都指向球心
二、匀速圆周运动加速度的大小
1.请根据向心力的大小求出向心加速度的大小
2.请写出所有向心加速度公式
3.请说明匀速圆周运动的向心加速度大小如何变化？
匀速圆周运动的向心加速度大小不变
1.对于向心加速度的公式，同学们有各自的看法。从看 ，向心加速度与半径成反比；而从看 ，向心加速度与半径成正比。这两个结论是否矛盾？谈谈你的看法。
当v一定时，a与r成反比
2.如图所示，在长为 的细绳下端拴一个质量为m的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。当绳子跟竖直方向的夹角为θ时，小球运动的向心加速度an的大小为多少?试通过计算说明：要增大夹角θ，应该增大小球运动的角速度。
拓展：从几何角度推到向心加速度的大小
如图甲所示，一物体沿着圆周运动，在 A、B 两点的速度分别为 vA、vB，可以分四步确定物体运动的加速度方向。
第一步，根据曲线运动的速度方向沿着切线方向，画出物体经过 A、B 两点时的速度方向，分别用 vA、vB 表示，如图甲所示。
第二步，平移 vA 至 B 点，如图乙所示。
第三步，根据矢量运算法则，做出物体由 A 点到 B 点的速度变化量 Δv，其方向由 vA 的箭头位置指向 vB 的箭头位置，如图丙所示。由于物体做匀速圆周运动，vA、vB 的大小相等，所以，Δv与 vA、vB 构成等腰三角形。
第四步，假设由 A 点到 B 点的时间极短，在匀速圆周运动的速度大小一定的情况下，A 点到 B 点的距离将非常小，作出此时的 Δv，如图丁所示。
仔细观察图丁，可以发现，此时，Δv与vA、vB都几乎垂直，因此Δv的方向几乎沿着圆周的半径，指向圆心。由于加速度a与Δv的方向是一致的，所以从运动学角度分析也可以发现：
物体做匀速圆周运动的加速度指向圆心
接下来该如何推导向心加速度？
拓展：从几何角度推导向心加速度的大小
3.(多选)如图所示，皮带传动装置中，右边两轮连在一起共轴转动，图中三轮半径分别为r1＝3r，r2＝2r，r3＝4r；A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑．向心加速度分别为a1、a2、a3，则下列比例关系正确的是(　 　)
向心加速度的方向以及大小，推导向心加速度大小公式用到的极限思想，会根据不同情景选择不同的向心加速度公式
向心加速度的方向、向心加速度的计算
1.两个质量相同的小球a、b用长度不等的细线拴在天花板上的同一点并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则关于a、b两小球说法正确的是（ ）
A. a球角速度大于b球角速度B. a球线速度大于b球线速度C. a球向心力等于b球向心力D. a球向心加速度小于b球向心加速度
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为3：2，它们的向心加速度之比为（ ）
A. 2：1 B. 3：2 C. 4：3 D. 8：9
3.如下图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为3:2，A轮的半径与C轮相同，它与B轮紧靠在一起．当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也会随之无滑动地转动．a、b、c分别为三个转轮A、B、C边缘上的三个点，在运动过程中，a、b、c三点的 （ ）  
A. 线速度大小之比为3:2:2B. 角速度大小之比为3:3:2C. 转速之比为2:3:2D. 向心加速度大小之比为9:6:4
4.共享单车是一种新型、便捷的公共交通方式．如图是某共享单车采用的无链传动系统，杜绝了传统自行车“掉链子”问题．利用圆锥齿轮轴交90°，将动力传至后轴，驱动后轮转动．在圆锥齿轮轴交90°的示意图中，A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是圆锥齿轮边缘上的点，A、B、C三点到各自圆锥齿轮中心轴的距离分别记为 、 和 ( )下列说法正确的是（ ）   
A. B与C点的角速度关系B. C与A点的线速度关系C. B与A点的角速度关系D. A与C点的向心加速度关系
5.（多选）关于向心加速度，以下说法中正确的是( )A. 向心加速度的方向始终与线速度方向垂直B. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
6.（多选）如图为A、B两物体做匀速圆周运动时向心加速度随半径r变化的图线，由图可知( )
A. A物体的线速度大小不变B. A物体的角速度不变C. B物体的线速度大小不变D. B物体的角速度不变
7.(多选)如下图所示是两个做圆锥摆运动的小球1，小球2，摆线跟竖直方向的夹角分别为53°和37°，两球做匀速圆周运动所在的水平面到各自悬点的距离之比为2:1，下列有关判断正确的是（ ）
A. 两球运动周期之比为B. 两球运动线速度大小之比为16:9C. 两球运动角速度大小之比为D. 两球运动向心加速度大小之比为16:9