师:通过上面的解题过程,我相信大家对矢量的理解又加深了。既然匀速圆周运动是变速运动,存在加速度,那它的加速度有什么特点呢?匀速圆周运动会是我们以前接触过的匀变速运动吗?这就是今天我们的学习目标:研究匀速圆周运动的加速度的特点。
师:我们都知道,对于加速度的研究,我们可以从两个方面进行:1、单纯从运动学角度用公式来研究加速度;2、从结合受力从动力学角度用公式来研究加速度。今天我们从第1个方面来研究加速度。
二、探究向心加速度大小及方向
方向
师:从理论上讲,瞬时加速度是△t→0时平均加速度的极限值。由图可知,当时间间隔t取值越来越小时,θ越来越小,越接近于0;α越来越大,越接近于90°,当△t→0时,α=90°,△v与垂直。公式在△t→0时的极限值就是A点的瞬时加速度,因为加速度的方向与△v方向相同,于是可知A点的瞬时加速度与A点瞬时速度垂直,指向圆心。
大小
师:请同学们根据上面的分析,尝试推导出向心加速度大小的表达式。
【解析】: 当t→0时,有t→0时,
又因为 有