人教版必修二55向心加速度3-資料下載頁(yè)
2025-11-09 17:20本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是它所受的合外力總跟速度的方向垂直，沿半徑指向圓心.所受各個(gè)力的合力，是由作用效果而命名的力.向，再用牛頓第二定律建立方程.因素有關(guān)展開(kāi)，在教學(xué)時(shí)應(yīng)圍繞概念正確理解和應(yīng)用，并注意各個(gè)表達(dá)式的適用條件.，掌握向心加速度的公式.、向心加速度知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象，求解有關(guān)問(wèn)題.科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式.實(shí)驗(yàn)法、講授法、歸納推理法、分層教學(xué)法.投影儀、CAI課件、向心力演示器、鋼球、木球和細(xì)繩.，并能用來(lái)計(jì)算.①勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、特點(diǎn).②描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各個(gè)物理量及其相互關(guān)系.繩的一端拴一小球，手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).的紅白相間等分格子可顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值.a=mF合.而勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，F(xiàn)合提供向心力，則自然存在加速度，且方向同向心力方向，加速度是一個(gè)描述速度變化快慢的物理量.但在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，速度大小是不變的，和方向是要求特別注意之處.
【正文】 們之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，因此只需確定相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向，就能確定靜摩擦力的方向 . 設(shè)某一時(shí)刻物體是在距軸 O，半徑為 r的圓弧上某點(diǎn) A處，如圖所示 .經(jīng)過(guò)很 短時(shí)間Δ t，A點(diǎn)轉(zhuǎn)到 A″，如果板是光滑的，由于慣性，物體將沿 A點(diǎn)的切線方向以原有速度移到 A′ ,現(xiàn)物體隨板一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng) A點(diǎn)在Δ t 時(shí)間內(nèi)移向 A1點(diǎn)時(shí)，物體也隨之移到 ，相對(duì)于A1來(lái)說(shuō)，物體有自 A1滑向 A′的趨勢(shì) .同理，相對(duì)于 A2，物體有滑向 A″的趨勢(shì) .在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)方向是逐漸改變的，也就是說(shuō)每一瞬時(shí)的速度方向都在改變，相對(duì)于每一瞬時(shí)A、 A A2…的位置來(lái)說(shuō)，物體都有趨向于 A′、 A″的趨勢(shì)，由此可知板對(duì)木塊產(chǎn)生的靜摩 擦力與物體的滑動(dòng)趨勢(shì)相反，方向指向圓心，成為物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 . 三、向心加 速度的深入理解 注意：①向心加速度是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)加速度而不是平均加速度； 在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，加速度不是恒定的，這里的向心加速度是指某時(shí)刻或某一位置的瞬時(shí)加速度，它等于包含該時(shí)刻 (或該位置 )在內(nèi)的一小段時(shí)間內(nèi)的平均加速度的極限值，即an=limtv??，公式 an= rv2 中的速度 v應(yīng)為瞬時(shí)速度值 . ②向心加速度不一定是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)際加速度； 在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度就是 物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)際加速度，而在一般的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，它只是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的加速度的一個(gè)分加速度，另一個(gè)分加速度為切向加速度，如圖所示 .可見(jiàn)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度不一定指向圓心，只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度才一定指向圓心；但向心加速度方向始終沿著半徑指向圓心 . 圓周運(yùn)動(dòng)的切向加速度是描述圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的大小改變快慢的，向心加速度是描述線速度的方向改變快慢的 . ③所有做曲線運(yùn)動(dòng)的物體都需要向心力，其向心力 Fn=mRv2 ，其中 R 為物體所在曲線處的曲率半徑，對(duì)應(yīng)的向心加速度 an= Rv2 . ④質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和剛體的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)是兩個(gè)不同的物理模型； 我們不能說(shuō)質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)，也不能說(shuō)剛體做圓周運(yùn)動(dòng)，注意剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上各點(diǎn)均做圓周運(yùn)動(dòng)，它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑可以不相等，但各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度相等 . ⑤一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤是：在確定了做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體受到的各力 (重力、彈力、摩擦力等 )后，認(rèn)為物體還受到一個(gè)大小等于 mrv2 的向心力 .例如，長(zhǎng)為 L 的輕繩拴著一個(gè)小球做 圓錐擺 運(yùn)動(dòng) (如圖所示 )在分析小球受力時(shí)，有些同學(xué)除確認(rèn)小球受豎直向下的重力 mg 和繩子的拉力 F1外，還錯(cuò)誤地認(rèn)為小球受到一個(gè)在水平面內(nèi)指向圓心的向心力 .其錯(cuò)誤在于忘掉了向心力是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體受到的合外力 .實(shí)際上，小球只受到重力和拉力，這兩個(gè)力的合力 F=mgtanθ 就稱為向心力 .試想，如果把向心力當(dāng)做一個(gè)額外的力，認(rèn)為小球受三個(gè)力，顯然歪曲了物體的受力情況 (相當(dāng)于把物體受到的每個(gè)力算了兩遍 )，是完全錯(cuò)誤的 .
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