向心加速度公式推导的几种方法
向心加速度公式的推导
a BA
r
向心加速度公式的推导
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小结
1 、科学方法：
（1）发现物理规律的基本方法：以观察实验为基础，分析、综合的方法； （2）实验方法：研究物理问题的重要方法之一——控制因素（变量）法。
2、 知识整合：
圆
周 匀速圆
运 动
周运动
向心加速度
圆 匀速圆 周
运 周运动 动
同学，下节再见
B RB RC C
向心加速度公式的推导
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练习、如图所示，A、B两物体作匀速圆周运动时的向心加速
度随半径变化的关系图线，其中B图线为双曲线，可得出
( B)
A、A物体运动时的线速度大小保持不变 B、A物体运动时的角速度大小保持不变 C、B物体运动时的角速度保持不变 D、B物体运动的线速度随r而改变
V = △ L /△t
思考：从公式a=v2/r看
,向心加速度与圆周运
an
v2 r
r 2
动的半径成反比；从公 式a=rw2看，向心加速 度与半径成正比，这两
个结论是否矛盾？
向心加速度公式的推导
向心加速度的公式
v不变时，an与r 成反比
an =
v2 r
an = rω2
ω不变时，an与r 成正比
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向心加速度公式的推导
向心加速度公式的推导
向心加速度的公式推导
①由△OAB与△BVAVB相似有
v AB v R
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O
VB
② 当Δt很小很小时， AB /Δt表
示何物理量？
r
向心加速度公式的推导
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向心加速度的公式推导
高中物理中向心加速度的公式该如何推导？
高中物理中向心加速度的公式该如何推导？你好,我们来说说向心加速度的公式的几种推导方法：方法一：（课本上的方法）利用加速度的定义推导（又称矢量合成法）：如上图所示：设小球在很短的时间t内从A运动到B,在时间t内速度变化为△v,因为△OAB∽△BDC（可自己证一下）,所以有：△v/v=AB/R当t→0时,AB=弧AB所以：v=弧AB/t,a=△v/t所以a=v2/R补充：在矢量合成法中应用三角函数推导：如上图所示,物体自半径为r的圆周a匀速率运动至b,所经时间为△t,若物体在a、b点的速率为va=vb=v,则其速度的增量△v=vb-va=vb+（-va）,由平行四边形法则作出其矢量图如图1.由余弦定理可得：（由于公式难于表述,用图片替代）可见当θ→0时,α=90°,即△v的方向和vb垂直,由于vb方向为圆周切线方向,故△v的方向指向圆心.因△v的方向即为加速度的方向,可见匀速圆周运动中加速度的方向指向圆心,方法二：利用运动的合成与分解推导（简称运动合成法）由于惯性, 小球有离开圆心沿切线运动的趋势, 而细线的拉力却拉着小球向圆心运动.这样小球运动可分解成沿切线方向的匀速直线运动和沿半径方向的初速度为零的匀加速直线运动设在很短的时间t内, 小球沿圆周从A到B,可分解为沿切线AC方向的匀速直线运动和沿AD方向初速度为零的匀加速直线运动.如图一：方法三：利用开普勒第三定律、万有引力定律和牛顿第二定律推导向心加速度设：质量为m的人造地球卫星以速率v在半径为r的近圆轨道上绕地球运行, 运行周期为T,地球质量为M.根据开普勒第三定律：T2/r3=k（k为常量）根据万有引力定律：F=GMm/r2对于圆周运动的物体有：T=2πr/v根据牛顿第二定律：a=F/m联立上述各式有：a=（GMk/4π2）×（v2/r）所以：a∝v2/r——上述三方法自己总结方法四：曲率圆法——来自百度贴吧方法五：类比法：设有一位置矢量r绕o点旋转,其矢端由a至b时发生的位移为△s （如图）.若所经时间为△t,则在此段时间内的平均速率v=△s/△t,显然这个速率描述的是位置矢量矢端的运动速率,当△t趋近于零时,这个平均速率就表示位置矢量的矢端在某一时刻的即时速率,如果旋转是匀角速的,则其矢端的运动也是匀速率的,易知其速率：v=2πR/T（1）（1）式中t为旋转周期.再如图5是一物体由a至b过程中,每转过1/8圆周,速度变化的情况.现将其速度平移至图6中,容易看出图6和图5相类似,所不同的是图5表示的是位置矢量的旋转.,而图6则是速度矢量的旋转,显然加速度是速度的变化率,即a=△v/△t （2）由图6可知,这个速度变化率其实就是速度矢量矢端的旋转速率,其旋转半径就是速率v的大小,故联立（1）（2）两式就可得出结论：a=v2/r方向的判断：比较图5图6可以看出当△t→o时△v的方向和△s的方向相垂直.故加速度的方向和速度方向相垂直.。
圆周运动向心加速度公式推导(向心加速度公式的推导方法ppt)
圆周运动向心加速度公式推导（向心加速度公式的推导方法
ppt）
1、我没法画图，口述一下，你可以自己画了看看：在圆周上，取一小段圆弧AB，圆心为O，假设在A点速度为v1，在B 点速度为v2，那么v1,v2分别垂直于OA，OB,|v1|=|v2|=v。
2、把v2平移到跟v1起点相同的地方比较，可以发现v1跟
v2，以及v1,v2的差构成一个等腰三角形，顶角＝角AOB，那么不难看出，当角AOB很小的时候，底边无限接近垂直于
v1，所以加速度也垂直于v1。
3、至于加速度大小,还是从这个等腰三角形中看，底边大小＝2*v*sin(1/2角AOB)，角AOB无限小就成了2*v*1/2*角
AOB=v*角AOB，从A到B时间为r*角AOB/v,所以加速度为速度的改变乘以时间＝v1-v2/t=v^2/r。
4、推导中用到了正弦函数一个性质: x很小的时候，sin(x)越等于x。
5、在x越接近于0的时候，sin(x)/x越接近1。
这篇文章已经分享到这里了，希望对大家有帮助。
向心加速度的6个公式
向⼼加速度的6个公式
向⼼加速度的公式：an=Fn/m=4π²R/T²=4π²f²R=v²/R=ω²R=vω。
向⼼加速度公式
an=Fn/m
=4π²R/T²=4π²f²R
=v²/R=ω²R=vω
上式中，an表⽰向⼼加速度，Fn表⽰向⼼⼒，m表⽰物体质量，v表⽰物体圆周运动的线速度（切向速度），ω表⽰物体圆周运动的⾓速度，T表⽰物体圆周运动的周期，f表⽰物体圆周运动的频率，R表⽰物体圆周运动的半径。
（ω=2π/T）
由⽜顿第⼆定律，⼒的作⽤会使物体产⽣⼀个加速度。
合外⼒提供向⼼⼒，向⼼⼒产⽣的加速度就是向⼼加速度。
可能是实际加速度，也可能是物体实际加速度的⼀个分加速度。
法向加速度
法向加速度⼜称向⼼加速度，在匀速圆周运动中，法向加速度⼤⼩不变，⽅向可⽤右⼿螺旋定则确定。
质点作曲线运动时，所具有的沿轨道法线⽅向的加速度叫做法向加速度。
数值上等于速度v的平⽅除曲率半径r，即v²/r;或⾓速度的平⽅与半径r的乘积，即ω²r。
其作⽤只改变物体速度的⽅向，但不改变速度的⼤⼩。
向心加速度公式的推导两法
（于凤刚 推导整理） 向心加速度公式的推导两法
方法一：
加速度公式的推导关键注意：课本P 21“做一做”③如图5.5-4当角θ用弧度表示时，弧长QP 可以表示为。
当θ很小很小时（物理上定义为5o ），弧长与弦长没什么区别，所以此式也可以表示弦长。
这个关系也可以来计算矢量△v 的长度。
根据上述知识结合右图
设A B ==v v v
得： θ∆=v v （与QP=r θ同理） 根据a t ∆=∆v 及t
θω∆=∆ 得：
a t
θω∆=
=∆v v 又因为r ω=v 所以2a r ω=
方法二：
根据数学知识：当θ很小很小时（物理上定义为5o
），sin θθ≈（θ以弧度为单位的数值）。
在上图A B ∆、、v v v 矢量组成的三角形是等腰三角形，根据几何知识有， 2sin 2
θ∆∆=v v （设A B ==v v v ） 因为△θ很小很小，所以
sin
22
θθ∆∆= 故， θ∆=∆v v
根据a t ∆=∆v 及t
θω∆=∆ 得：
a t
θω∆=
=∆v v 又因为r ω=v 所以
2
a r ω=。
向心加速度公式的几种推导
向心加速度公式的几种推导向心加速度公式的几种推导向心加速度是物体在做匀速圆周运动时所受到的加速度，它与物体的速度和半径有关。
向心加速度的公式可以通过不同的推导方法得出。
本文将介绍几种常见的推导方法，解释向心加速度的概念和公式。
第一种推导方法是通过定义力的方向来推导。
在物体做匀速圆周运动时，它受到一个向心力的作用，该力的方向指向圆心。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与受力成正比。
因此，我们可以得到向心加速度的方向是指向圆心的。
根据定义，向心加速度的大小等于速度的平方除以半径，表示为a = v^2 / r，其中a是向心加速度，v是速度，r是半径。
第二种推导方法是利用速度的变化率来推导。
在匀速圆周运动中，物体的速度大小是恒定的，但其方向在不断变化。
为了描述速度的变化率，我们引入一个新的物理量，即角速度。
角速度表示单位时间内物体在圆周运动中所转过的角度。
根据等速圆周运动的性质，角速度与速度的大小之间存在一定的关系。
我们可以将速度的大小表示为v = ωr，其中v是速度，ω是角速度，r是半径。
由于角速度的单位是弧度/秒，所以速度的单位是米/秒。
然后，我们对速度对时间求导，得到加速度的大小。
根据导数的链式法则，加速度大小的推导公式为a = d(v)/dt = d(ωr)/dt = r(dω/dt)。
因为匀速圆周运动中角速度不变，所以dω/dt = 0，即加速度的大小为零。
但由于速度的方向在不断变化，所以加速度的方向是向心方向。
第三种推导方法是使用几何关系来推导。
考虑一个物体在半径为r的圆周上运动，它在1秒内沿圆周运动一周。
我们知道圆周的周长等于2πr，所以物体运动的距离为2πr。
另外，我们知道速度的定义为单位时间内所运动的距离。
所以，速度的大小等于运动的距离除以时间，即v = 2πr / 1 = 2πr。
根据速度的定义和向心加速度的定义，我们可以得到a = v^2 / r = (2πr)^2 / r = 4π^2r。
高中物理公式推导(匀速圆周运动向心加速度、向心力)
V tΔV 高中物理公式推导二 圆周运动向心加速度的推导1、作图分析： 如图所示，在0t、t 时刻的速度位置为：2、推导过程：第一，对于匀速圆周运动而言，速度的大小是不发生变化的，变化的只是速度的方向，如图所示，速度方向的变化量为v ，则有：RƟV 0V 0θθ∆=∆≈∆t v v v 0第二，根据加速度的定义：tv a ∆∆=则有：t v t v a n ∆∆=∆∆=θ0第三，根据圆周运动的相关关系知：Rv t =∆∆=θω是故，圆周运动的向心加速度为：Rv a n 2=第四，圆周运动的向心力的大小为：Rvmm a F n 2==3、意外收获：第一，对于圆周运动，我们应该理解速度、角速度、周期之间的关系。
具体为：R v =ωT πω2=vR πω2=第二，我们应该掌握极限的相关知识，合理利用极限来解决相关问题。
第三，如果我们谈论的不是匀速圆周运动，我们同样可以利用此方法进行谈论。
对于非匀速圆周运动（或者叫做曲线运动），不仅速度的方向发生了变化，而且速度的大小也发生了变化，所以， 不仅有向心加速度之外，应该也有使物体速度大小变化的加速度。
但是，在这种情况下，我们的向心加速度，叫做径向加速度，速度大小变化的加速度，叫做切向加速度。
故有：（1）向心加速度为：R v a n 2=（2）切向加速度为：t v a t ∆∆=（注意：这里的v∆是指切向速度方向速度的变化量，并不是指图上的v∆。
）4、注意事项：对于匀速圆周运动而言，需要掌握的知识点并不是很多，我们只要能够理解一些物理量之间的基本关系即可。
本篇的讨论只为学有余力的高中学生推荐，不过，物理推导讲究的是方法，并不是死记硬背公式，掌握了这一知识点的推导过程对以后了解其他物理知识会有很大的帮助。
向心加速度公式的推导方法
向心加速度公式的推导方法首先，我们假设一个物体在平面上做匀速圆周运动，其质量为m，速度为v。
这个物体受到一个向心力Fc的作用，该力指向物体所绕的圆心。
根据牛顿第二定律，物体所受的合力等于质量乘以加速度，即F = ma。
将合力拆分成两个分力：向心力Fc和切向力Ft。
1.向心力Fc：向心力Fc的方向指向物体所绕的圆心，大小为Fc = m•ac，其中ac为物体的向心加速度。
2.切向力Ft：切向力Ft的方向垂直于速度矢量v，大小为Ft = m•at，其中at为物体的切向加速度。
由于物体作匀速圆周运动，速度大小保持不变，所以at = 0。
根据向量加法，合力F等于向心力Fc和切向力Ft的矢量和。
由于切向力Ft为零，所以F=Fc。
现在我们来推导向心加速度公式。
根据牛顿第三定律，任何两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
在这个圆周运动的例子中，物体对圆心施加向心力Fc，圆心对物体同样施加一个反向的力-Fc。
这个反向力-Fc实际上是质量为m的物体受到的合力F，即-Fc = F = ma。
根据向量的减法，力-Fc可以表示为-Fc = (-m•ac)。
再根据牛顿第二定律F = ma，我们有(-m•ac) = ma。
将方程两边除以-m，得到ac = a，即物体的向心加速度等于物体的加速度。
由于物体作匀速圆周运动，其速度方向始终垂直于加速度方向。
因此，速度v和加速度a的关系可以用速度的模长（大小）来表示，即v=，v，a=，a。
当物体作圆周运动时，其加速度a可以通过速度v的变化来计算。
由物体速度v的定义可知，v = ds/dt，其中ds表示质点在t时刻的位移矢量。
速度的变化可表示为dv = dv/dt。
将速度表示为位移的导数，我们有：dv/dt = d(ds/dt) / dt = d²s/dt²。
由于物体作匀速圆周运动，其速度大小，v，保持不变。
因此，dv/dt = 0，即加速度的时间变化率为零。
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【字体：A 】
向心加速度公式推导
向心加速度是匀速圆周运动中的教学难点，这是由于学生因长期接受标量运算而产生的思维定势，认为匀速圆周运动中
物体运动速率不变，故其
因此我们在教学中必须强调两点，一的矢量性，速度的方向变化也表示速度有变化，故△v≠0，另一是速度变化的方向就是加速度的方向。
因此在教学中必须说清楚△v的方向。
教材中引进了速度三角形的方法，实际上已经考虑到了上述两点。
关于向心加速度公式的推导方法甚多，下面提供几种有别于课本的推导方法，供大家参考。
1 矢量合成法
如图1所示，物体自半径为r的圆周a匀速率运动至b，所经时间为△t，若物体在a、b点的速率为v a=v b=v，则其速度的增量△v=v b-v a=v b+（-v a），由平行四边形法则作出其矢量图如图1。
由余弦定理可得
可见当θ→0时，α=90°，即△v的方向和v b垂直，由于v b方向为圆周切线方向，故△v的方向指向圆心.因△v的方向即为加速度的方向，可见匀速圆周运动中加速度的方向指向圆心，。
. .
2 运动合成法
众所周知，物体作圆周运动的条件一是受到一个指向圆心的向心力的作用.另一是有一个初速度.可以设想，若没有初速度则物体将向着圆心方向作匀加速运动.若没有向心力，则物体将沿初速度方向作匀速运动.可见圆周运动应当是沿圆心方向的匀加速直线运动和沿初速度方向的匀速运动的合运动.如图2所示，物体自a至b的运动，可看成先由a以速度v匀速
运动至c，再由c以加速度α匀加速运动至b，由图可知
当△t→o时ac方向的运动可以忽略.故物体只有指向圆心方向的加速度α.
3 位移合成法
如图3所示，设物体自a点经△t沿圆周运动至b，其位移ab可看成是切向位移s1和法向位移s2的矢量和.由以上分析可
知，其法向运动为匀加速
由图知：△acb∽△adb，故有ac∶ab=ab∶ad，
4 类比法
设有一位置矢量r绕o点旋转，其矢端由a至b时发生的位移为△s（如图4）.若所经时间为△t，则在此段时间内的平均
速率显然这个速率描述的是位置矢量矢端的运动速率，当△t趋近于零时，这个平均速率就表示位置矢量的矢端在某一时刻的即时速率，如果旋转是匀角速的，则其矢端的运动也是匀速率的，易知其速率
（1）式中t为旋转周期.再如图5是一物体由a至b过程中，每转过1/8圆周，速度变化的情况。
现将其速度平移至图6中，容易看出图6和图5相类似，所不同的是图5表示的是位置矢量的旋转.，而图6则是速度矢量的旋转，显然加速度
是速度的变化率，即
由图6可知，这个速度变化率其实就是端的旋转速率，其旋转半径就是速率v的大小，故有
比较图5图6可以看出当△t→o时△v的方向和△s的方向相垂直.故加速度的方向和速度方向相垂直.
介绍上述方法目的在于使广大学生对向心加速度这个难点有更深刻的了解，也可以从中得到启迪，对拓宽思路有所裨益.。