《高中物理（情景切入+課前導讀+問題探究+知能演練）第5章 第5節(jié) 向心加速度課件 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理（情景切入+課前導讀+問題探究+知能演練）第5章 第5節(jié) 向心加速度課件 新人教版必修2（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第五節(jié)向心加速度第五節(jié)向心加速度輪滑(Roller skating)，又稱滾軸溜冰、滑旱冰，是穿著帶滾輪的特制鞋在堅硬的場地上滑行的運動今日多數(shù)的滾軸溜冰者主要都使用直排輪，又稱刷刷、66.1995年，ESPN第一屆極限運動更把特技單排輪滑運動(AggressivelnlineSkate)推向了全世界！特技單排輪滑運動起源于美國，其特技鞋也不同于普通單排輪滑，是在單排輪滑附加了許多配件最終使單排輪滑更好玩，更刺激1理解速度變化量是矢量，其大小、方向的確定2明確向心加速度的概念3掌握向心加速度公式及有關(guān)計算課前預(yù)習1速度變化量(1)定義：運動的物體在一段時間內(nèi)的_與_之差(2)表達式：v_2向心
2、加速度(1)定義：任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向_，這個加速度叫做向心加速度末速度初速度v末v初圓心(2)方向：向心加速度的方向總是沿著半徑指向圓心，跟該點的線速度方向_向心加速度的方向時刻在改變(3)大?。篴n .根據(jù)vr可得an_.(4)物理意義：向心加速度是描述線速度_改變快慢的物理量向心加速度是由于線速度的方向改變而產(chǎn)生的，因此線速度的方向變化的快慢決定了向心加速度的大小3非勻速圓周運動的加速度做非勻速圓周運動的物體的加速度并不指向圓心，而是與半徑有一個夾角，我們可以把加速度a分解為沿_方向的an和沿_方向的at，如圖所示，則an描述速度_改變的快慢，at描述速度_改變的快慢，
3、其中an就是向心加速度垂直2vr_2r方向半徑切線方向大小怎樣認識向心加速度的方向和大??？1向心加速度的推導(1)情景設(shè)置：我們可以先把有關(guān)速度矢量vA和vB畫成圖(甲)所示，圖中vA、vB分別表示做勻速圓周運動的物體在A、B兩點時的速度作出圖(乙)所示的平行四邊形，這個平行四邊形可理解為將速度vA和速度的變化量v合成得到vB.它也能用圖(丙)所示的三角形法則來表示，同樣可以看成vA與v合成得到vB.這就是說從vA變到vB，發(fā)生了v的變化，從而求出速度矢量的改變量vvBvA.2向心加速度的方向：總是沿著半徑指向圓心，即方向始終與運動方向垂直由于向心加速度始終與速度垂直，故向心加速度只改變速度的
4、方向，不改變速度的大小，向心加速度的大小表示速度方向改變的快慢名師提示：(1)向心加速度是矢量，方向總指向圓心，始終與線速度方向垂直，故向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小向心加速度的大小表示線速度方向改變的快慢(2)向心加速度的公式適用于所有圓周運動的向心加速度的計算 嘗試應(yīng)用1關(guān)于向心加速度，下列說法正確的是()A向心加速度是描述線速度變化的物理量B向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小C向心加速度大小恒定，方向時刻改變D物體做非勻速圓周運動時，向心加速度的大小也可用an 來計算2vrBD向心加速度的大小與半徑是怎樣的關(guān)系？向心加速度就是合加速度嗎？1向心加速度與半徑
5、的關(guān)系在表達式an 2r中，an與兩個量(或v、r)有關(guān)，在討論時要注意用控制變量法分析：若角速度相同，ar；若線速度v大小相同，a .an與r的關(guān)系可用圖甲、乙表示2vr1r2向心加速度與合加速度的關(guān)系(1)物體做勻速圓周運動時，向心加速度就是物體運動的合加速度(2)物體做非勻速圓周運動時，合加速度必有一個沿切線方向的分量和指向圓心方向的分量，其指向圓心方向的分量就是向心加速度，此時向心加速度仍滿足an 2r.2vr2vr名師提示：應(yīng)注意向心加速度公式an r2，在v一定的情況下，方可認為物體的向心加速度a與r成反比，而在一定的情況下，可認為向心加速度a與r成正比，因向心加速度的每個公式都涉
6、及三個物理量的變化關(guān)系，所以必須在某一物理量不變時，才可以判斷另外兩個物理量之間的關(guān)系嘗試應(yīng)用2關(guān)于向心加速度的說法正確的是()A向心加速度越大，物體速率變化越快B向心加速度的大小與軌道半徑成反比C向心加速度的方向始終與速度方向垂直D在勻速圓周運動中向心加速度是恒量C向心加速度的理解 如圖所示，為A、B兩質(zhì)點做勻速圓周運動的向心加速度隨半徑變化的圖象，其中A為雙曲線的一個分支，由圖可知()AA物體運動的線速度大小不變BA物體運動的角速度大小不變CB物體運動的角速度大小不變DB物體運動的線速度大小不變解析：搞清向心加速度公式an 和an2r的適用條件 an 說明線速度不變時，加速度與半徑成反比，
7、故選項A正確；an2r說明角速度不變時，加速度與半徑成正比，故選項C正確答案：AC名師歸納：在利用圖象解決物理問題時，要注意充分挖掘圖象中所攜帶的信息，如：一個量隨另一個量如何變化；變化的確切數(shù)量關(guān)系；斜率多大，其物理意義是什么；截距、面積各有什么意義等同時還要注意把物理圖象和具體的物理情景結(jié)合起來考慮應(yīng)該選取哪一個規(guī)律或公式解決問題2vr2vr變式應(yīng)用1一球被細線拴著做勻速圓周運動，若其軌道半徑為R，向心加速度為a，則()A小球相對于圓心的位移不變B小球的線速度為C小球在時間t內(nèi)通過的路程為D小球做圓周運動的周期為2RaaRtRaBD向心加速度的計算 滑板運動是一種時尚而又刺激的運動，目前，
8、受到越來越多青少年的喜愛如圖所示，某滑板運動員恰好從B點進入半徑為 2.0 m的 圓弧，該圓弧軌道在C點與水平軌道相接，運動員滑到C點時的速度大小為10 m/s，求他到達C點前、后的瞬時加速度(不計各種阻力)14解析：運動員經(jīng)圓弧滑到C點時做圓周運動因為不計各種阻力故經(jīng)過C點之前的瞬間運動員只在豎直方向上受力，故此時他只有向心加速度由an 得運動員到達C點前的瞬2vr答案：50 m/s2，方向豎直向上；0時加速度a1 m/s250 m/s2，方向豎直向上運動員滑過C點后，進入水平軌道做勻速直線運動，故加速度a20.2102.0變式應(yīng)用2飛行員在做千斤斗或大盤旋等機動飛行時，經(jīng)常會出現(xiàn)黑視飛行員
9、要適應(yīng)這種情況，必須進行嚴格的訓練如圖所示，就是對飛行員進行訓練的一種儀器飛行員坐在一個在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動的艙的內(nèi)邊緣，要使飛行員的加速度a6g，則角速度需為多少？(已知R 20 m，g取10 m/s2)傳動裝置中向心加速度 如右圖所示，O、O1，為兩個皮帶輪，O輪的半徑為r，O1輪的半徑為R，且Rr，M點為O輪邊緣上的一點，N點是O1輪上的任意一點，當皮帶轉(zhuǎn)動時(設(shè)轉(zhuǎn)動過程中不打滑)，則()AM點的向心加速度一定大于N點的向心加速度BM點的向心加速度一定等于N點的向心加速度CM點的向心加速度可能小于N點的向心加速度DM點的向心加速度可能等于N點的向心加速度解析：因為兩輪的轉(zhuǎn)動是通過皮
10、帶傳動的，而且皮帶在轉(zhuǎn)動過程中不打滑，故兩輪邊緣各點的線速度大小一定相等在大輪邊緣上任取一點Q，因為Rr，所以由an 可知，aQRN，則由 an2r可知，aQaN，綜上可見，aMaN，因此選項A正確2vr答案：A名師歸納：分析本題的關(guān)鍵有兩點：其一是同一輪上的各點角速度相同；其二是皮帶不打滑時，與皮帶接觸的各點線速度相同抓住了這兩點，再根據(jù)描述圓周運動的各物理量之間的關(guān)系就不難得出正確結(jié)論 變式應(yīng)用3.如右圖所示，O1為皮帶傳動的主動輪的軸心，輪半徑為r1，O2為從動輪的軸心，輪半徑r2，r3為固定在從動輪上的小輪半徑，已知r22r1，r31.5r1，A，B，C分別是三個輪邊緣上的點，則A，B
11、，C三點的向心加速度之比是(皮帶不打滑)() A1 2 3B2 4 3 C8 4 3 D3 6 2C基礎(chǔ)練1.關(guān)于質(zhì)點做勻速圓周運動的下列說法正確的是（ ）A.由a= 知, a 與r成反比B.由a=2r 知, a 與r成正比C.由= 知,與r成反比D.由=2n 知，與轉(zhuǎn)速n成正比rv2rvD2下列關(guān)于向心加速度的說法中正確的是()A向心加速度表示做圓周運動的物體速率改變的快慢B向心加速度表示角速度變化的快慢C向心加速度描述線速度方向變化的快慢D勻速圓周運動的向心加速度不變C3“月球勘探號”空間探測器繞月球的飛行可以看做勻速圓周運動，關(guān)于探測器的運動，下列說法正確的是()A勻速運動B勻變速曲線運
12、動C變加速曲線運動D向心加速度大小和方向都變化的運動C4.如右圖所示，質(zhì)量為m的木塊從半徑為R的半球形碗口下滑到碗的最低點的過程中，如果由于摩擦力的作用使木塊的速率不變，那么()A加速度為零B加速度恒定C加速度大小不變，方向時刻改變，但不一定指向圓心D加速度大小不變，方向時刻指向圓心D5.如右圖所示，A、B為嚙合傳動的兩齒輪，RA2RB，則A、B兩輪邊緣上兩點的關(guān)系正確的是()A角速度之比為2 1B向心加速度之比為1 2C周期之比為1 2D轉(zhuǎn)速之比為2 1B6.如右圖所示，中型拖拉機后輪直徑是前輪的2倍，勻速行駛時，前輪邊緣上的A點與后輪邊緣上的B點的線速度之比vA vB_，角速度之比A B_
13、，向心加速度之比aA aB_. 提高練7.如右圖所示，定滑輪的半徑r2 cm，繞在滑輪上的細線懸掛著一個重物，由靜止開始釋放，測得重物以加速度a2 m/s2做勻加速運動，在重物由靜止下落距離為1 m的瞬間，滑輪邊緣上的點的角速度_ rad/s，向心加速度an_m/s2.答案：1002008.如右圖所示為一皮帶傳動裝置示意圖，輪A和輪B共軸固定在一起組成一個塔形輪，各輪半徑之比 ，則在傳動過程中，輪C邊緣上一點和輪D邊緣上一點的線速度大小之比為_，角速度之比為_，向心加速度之比為_9在航空競賽場里，由一系列路標塔指示飛機的飛行路徑在飛機轉(zhuǎn)彎時，飛行員能承受的最大向心加速度大小為6g(g為重力加速度)設(shè)一飛機以150 m/s的速度飛行，當向心加速度為6g時，其轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該為多少？答案：382.65 m
高中物理（情景切入+課前導讀+問題探究+知能演練）第5章 第5節(jié) 向心加速度課件 新人教版必修2
