明天來(lái)說(shuō)說(shuō)關(guān)于向心加速度單位,向心加速度的文章,如今就為你們來(lái)簡(jiǎn)單介紹下向心加速度單位,向心加速度,希望對(duì)諸位男子伴們有所幫助。
1、物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),沿直徑指向圓心方向的外力(或外力沿直徑指向圓心方向的分力)稱為向心力。
2、公式:F向=mrω^2=mv^2/r=mvw=4π^2mr/T^2由牛頓第二定理,力的作用會(huì)使物體形成一個(gè)加速度。
3、向心力形成的加速度就是向心加速度。
4、方向:指向圓心。
5、可理解為做圓周運(yùn)動(dòng)物體加速度在指向圓心方向上的份量。
6、公式:a=rω^2=v^2/r=4π^2r/T^2所有做曲線運(yùn)動(dòng)的物體都有向心加速度,向心加速度反映速率方向變化的快慢。
7、向心加速度又別稱向加速度,意思是指向曲線的法線方向的加速度。
8、當(dāng)物體的速率大小也發(fā)生變化時(shí),還有沿軌跡切線方向也有加速度,稱作切向加速度。
9、向心加速度的速率仍然與速率方向垂直。
10、“向心加速度”難點(diǎn)的突破初三數(shù)學(xué)《曲線運(yùn)動(dòng)》中的“向心加速度”一節(jié),既是教材的重點(diǎn),也是教材的難點(diǎn).一、了解和把握中學(xué)生的思維障礙只有認(rèn)真研究和探求中學(xué)生在學(xué)習(xí)“向心加速度”中的困難所在,之后能夠做到有的放矢,對(duì)癥下藥.在本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,中學(xué)生的疑難點(diǎn)主要有二:一是“既然勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率大小不變,卻又具有加速度,不好理解”.二是“既然加速度方向指向圓心,物體何不向圓心運(yùn)動(dòng)?”學(xué)生之所以會(huì)形成這樣的疑惑,是有其認(rèn)識(shí)癥結(jié)的.其二,中學(xué)生對(duì)變速直線運(yùn)動(dòng)記憶猶新,尤對(duì)該運(yùn)動(dòng)中“加速度總造成速率大小的改變”印象更為深刻.她們立足于已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)看待勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度,于是難免以老框框套新問(wèn)題,這些思維定勢(shì)的負(fù)遷移作用,使她們的思維限制在已有的運(yùn)動(dòng)模式之中而忽略了問(wèn)題的不同本質(zhì).其一,中學(xué)生在此之前雖學(xué)習(xí)了平拋、斜拋運(yùn)動(dòng),但主要是注重于運(yùn)動(dòng)的合成和分解知識(shí)的應(yīng)用,至于拋體的速率方向何以會(huì)時(shí)刻改變,它與加速度有如何的關(guān)系,書中并未深究,中學(xué)生沒(méi)有構(gòu)建起較為清晰的模式.她們多數(shù)僅僅是從經(jīng)驗(yàn)出發(fā),被動(dòng)地接受“物體遭到跟速率方向成角度的重力,所以做曲線運(yùn)動(dòng)”這一事實(shí).因而可以說(shuō)她們是在知識(shí)打算不足,思維想像無(wú)所模擬的情況出來(lái)接受新知識(shí)的.于是一旦接觸到圓周運(yùn)動(dòng),就表現(xiàn)為不能迎合,對(duì)于向心加速度倍感很具象,甚至不可思議.假若我們能在教學(xué)之始就注意到這種誘因,以指導(dǎo)自己從中學(xué)生的實(shí)際出發(fā),采取相應(yīng)的方法和技巧,對(duì)于中學(xué)生理解和把握向心加速度的概念,都會(huì)收到事半功倍之效.二、類比引導(dǎo),確認(rèn)加速度的存在怎樣使中學(xué)生確認(rèn)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有加速度,這是教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié).筆者的做法是,排除變速直線運(yùn)動(dòng)這一思維定勢(shì)的干擾加速度單位,用斜上拋運(yùn)動(dòng)“搭橋”—一借助斜上拋和圓周運(yùn)動(dòng)的速率方向時(shí)刻改變這一共性,引導(dǎo)啟發(fā)中學(xué)生通過(guò)相像聯(lián)想,進(jìn)而確認(rèn)向心加速度的存在.中學(xué)生已知斜上拋運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)遭到單純重力的作用,具有重力加速度,也曉得質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的即時(shí)速率方向總是順著曲線的切線方向.這么其速率方向是如何改變的呢?為說(shuō)明這一問(wèn)題加速度單位,可畫出圖1.對(duì)于加速度和速率在同仍然線上,只改變速率的大小不改變速率的方向;倘若三者有傾角,則通常情況下既改變速率的大小又改變速率的方向,中學(xué)生已有初步了解.鑒于此,班主任可因勢(shì)利眼導(dǎo),將圖1中的重力加速度g分解成切向和法向份量(對(duì)中學(xué)生可不言及切向和法向份量名詞,只說(shuō)沿速率方向和垂直于速率方向).如圖2,強(qiáng)調(diào)在a、c兩點(diǎn)加速度都分解成沿速率方向和垂直于速率方向兩個(gè)份量,沿速率方向的加速度改變了速率的大小,垂直于速率方向的加速度改變了速率的方向.至于質(zhì)點(diǎn)在拋物線頂點(diǎn)b時(shí),則因重力加速度與速率方向垂直,全部拿來(lái)改變速率的方向(為下文推導(dǎo)向心加速度方向埋一伏筆).這兒還要向中學(xué)生指出:假如沒(méi)有垂直于速率方向的加速度,則拋體就將沿切線方向飛出而做直線運(yùn)動(dòng).如上講解剖析以后,再引申過(guò)渡到勻速圓周運(yùn)動(dòng),強(qiáng)調(diào)一定存在一個(gè)使速率方向時(shí)刻改變的加速度,否則質(zhì)點(diǎn)就要沿切線方向飛出而做直線運(yùn)動(dòng),也就順理成章了.這兒,盡管用到了加速率的分解知識(shí),看似繁雜,甚至有些偏題,但實(shí)則是避難就易,啟發(fā)中學(xué)生通過(guò)類比聯(lián)想,順乎自然地跨越已有運(yùn)動(dòng)模式的困惑,增加了具象思維的難度,中學(xué)生便于接受.三、分析推理,確定加速度的方向在中學(xué)生已初步認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)具有使速率方向時(shí)刻改變的加速度的基礎(chǔ)上,如何進(jìn)一步使中學(xué)生心悅誠(chéng)服地接受向心加速度的方向“在任一點(diǎn)都順著直徑指向圓心”這一推論,是教學(xué)中的又一個(gè)環(huán)節(jié).首先,賴于中學(xué)生對(duì)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件的了解,結(jié)合上述斜上拋運(yùn)動(dòng)速率方向的改變緣由(圖2),讓中學(xué)生剖析得出“向心加速度的方向必指向圓內(nèi)”,此乃第一步;隨即捉住勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“速度大小不變,方向改變”這一重要特點(diǎn),啟發(fā)中學(xué)生剖析思索,欲滿足這一條件,則必然在速率方向上沒(méi)有加速度份量,結(jié)合圖2質(zhì)點(diǎn)在拋物線頂點(diǎn)b時(shí)的情形得出,“向心加速度在任何一點(diǎn)必定和速率垂直”的推論,此乃第二步;第三步,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡是圓,速率方向總順著圓的切線方向,則垂直于切線的只能是圓的直徑.由以上三個(gè)特征得出:“質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),它在任一點(diǎn)的加速度都是順著直徑指向圓心”(并據(jù)此畫出圖3).甚或稱為“向心加速度”.至此,中學(xué)生對(duì)向心加速度的存在及其方向的認(rèn)識(shí)和理解,就不再倍感空洞和模糊,而是較為充實(shí)和清晰了.至于向心加速度公式的推論,因?yàn)橹袑W(xué)生的思維已從單純的具象概念轉(zhuǎn)變到較能把緊握的明確的空間形象,因而不論是用矢量三角形或其它途徑推論公式,中學(xué)生均不倍感困難.筆者的做法是,導(dǎo)入加速度方向后,讓中學(xué)生自己閱讀課文,引導(dǎo)和賜教她們自己按課本所述矢量三角形法推導(dǎo)入向心加速度公式.爾后再補(bǔ)充介紹一兩種其它推論方式(亦可作課后作業(yè)留給中學(xué)生完成),中學(xué)生印象更為深刻.本文不再贅言.四、兩個(gè)問(wèn)題的解析通過(guò)下邊兩個(gè)問(wèn)題的闡述和解析,可進(jìn)一步鞏固和推進(jìn)中學(xué)生對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)和理解.1.向心加速度表征哪些意義?要弄清這個(gè)問(wèn)題,首先要明晰矢量三角形中△v的數(shù)學(xué)意義(圖4)它只表示速率方向的改變,而不表示速率大小的改變,故而向心加速度所表征的僅僅是速率方向變化的快慢.2.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體是否“落”向圓心?這個(gè)問(wèn)題寓知識(shí)于趣味之中,很值得提出來(lái)與中學(xué)生一起闡述,如圖5所示,若物體在a點(diǎn)不再具有加速度aa,則物體必定沿ae方向飛出,經(jīng)t秒后抵達(dá)e點(diǎn),而如今物體卻“落”到b點(diǎn)上,即離開(kāi)了ae一段距離eb.當(dāng)時(shí)間t取得足夠短時(shí),b點(diǎn)和a點(diǎn)十分接近,且以a點(diǎn)為極限,則可覺(jué)得ab弧和ab弦相互重合,eb和ad相互重合,且有ab弦=vt,eb=ad.因rt△abc∽rt△adb,則ad/ab=ab/ac,即由此可見(jiàn),物體確是時(shí)時(shí)“落”向圓心,只不過(guò)并不能真的抵達(dá)圓心而已.似乎,這是向心加速度造成的結(jié)果.。
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