§5-5 向心加速度【教学目标】1.理解速度变化量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.能够运用向心加速度公式求解有关问题.【教学重点】理解匀速圆周运动中加速度的产生原因,掌握向心加速度的确定方法和计算公式.【教学难点】向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用
【教学内容】一、教材要点1.研究匀速圆周运动向心加速度的方法2.曲线运动速度增量 Δv=v2-v1的求法3.向心加速度⑴ 定义:做匀速圆周运动的物体,加速度 指向圆心,这个加速度称为向心加速度
⑵ 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,方向时刻在改变,不论加速度 an的大小是否变化,an的方向是时刻改变的,所以圆周运动一定是变加速度的运动
⑶ 几种表达式:an= 、an=rω2 an=vω由向心加速度的表达式和匀速圆周运动的特点可知:匀速圆周运动是一个加速度大小不变、方向时刻变化的变加速曲线运动
⑷ 物理意义:因为向心加速度方向始终指向圆心,与线速度方向垂直,只改变线速度的方向,不改变其大小,所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量
4.匀速圆周运动的向心加速度的大小与线速度、角速度、圆周半径的关系
(1) 由 an=知:r 一定时,an∝v2;v 一定时,an∝;an一定时,v2∝r; (2) 由 an=rω2知:r 一定时,an∝ω2;ω 一定时,an∝r,an一定时,
二、例题解析例 1 一质点沿着半径 r = 1 m 的圆周以 n = 1 r/s 的转速匀速转动,如图,试求:(1) 从 A 点开始计时,经过s 的时间质点速度的变化;(2) 质点的向心加速度的大小
例 2 一小球被细线拴着做匀速圆周运动,其半径为 R,向心加速度为 a,则( )A.小球相对于圆心的位移不变 B.小球的线速度为C.小球在时间 t 内通过的路程 s= D.小球