高中物理（情景切入+課前導(dǎo)讀+問(wèn)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

《高中物理（情景切入+課前導(dǎo)讀+問(wèn)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(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高中物理（情景切入+課前導(dǎo)讀+問(wèn)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(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b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(chēng)滾軸溜冰、滑旱冰，是穿著帶滾輪的特制鞋在堅(jiān)硬的場(chǎng)地上滑行的運(yùn)動(dòng)今日多數(shù)的滾軸溜冰者主要都使用直排輪，又稱(chēng)刷刷、66.1995年，ESPN第一屆極限運(yùn)動(dòng)更把特技單排輪滑運(yùn)動(dòng)(AggressivelnlineSkate)推向了全世界！特技單排輪滑運(yùn)動(dòng)起源于美國(guó)，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(jì)算課前預(yù)習(xí)1速度變化量(1)定義：運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的_與_之差(2)表達(dá)式：v_2向心

2、加速度(1)定義：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向_，這個(gè)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(diǎn)的線(xiàn)速度方向_向心加速度的方向時(shí)刻在改變(3)大小：an .根據(jù)vr可得an_.(4)物理意義：向心加速度是描述線(xiàn)速度_改變快慢的物理量向心加速度是由于線(xiàn)速度的方向改變而產(chǎn)生的，因此線(xiàn)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(yùn)動(dòng)的加速度做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度并不指向圓心，而是與半徑有一個(gè)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(xiàn)方向大小怎樣認(rèn)識(shí)向心加速度的方向和大小？1向心加速度的推導(dǎo)(1)情景設(shè)置：我們可以先把有關(guān)速度矢量vA和vB畫(huà)成圖(甲)所示，圖中vA、vB分別表示做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度作出圖(乙)所示的平行四邊形，這個(gè)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(lái)表示，同樣可以看成vA與v合成得到vB.這就是說(shuō)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(yùn)動(dòng)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(xiàn)速度方向垂直，故向心加速度只改變線(xiàn)速度的方向，不改變線(xiàn)速度的大小向心加速度的大小表示線(xiàn)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(yùn)動(dòng)的向心加速度的計(jì)算 嘗試應(yīng)用1關(guān)于向心加速度，下列說(shuō)法正確的是()A向心加速度是描述線(xiàn)速度變化的物理量B向心加速度只改變線(xiàn)速度的方向，不改變線(xiàn)速度的大小C向心加速度大小恒定，方向時(shí)刻改變D物體做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度的大小也可用an 來(lái)計(jì)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(dá)式an 2r中，an與兩個(gè)量(或v、r)有關(guān)，在討論時(shí)要注意用控制變量法分析：若角速度相同，ar；若線(xiàn)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(yùn)動(dòng)時(shí)，向心加速度就是物體運(yùn)動(dòng)的合加速度(2)物體做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合加速度必有一個(gè)沿切線(xiàn)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(shí)向心加速度仍滿(mǎn)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(rèn)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(rèn)為向心加速度a與r成正比，因向心加速度的每個(gè)公式都涉

6、及三個(gè)物理量的變化關(guān)系，所以必須在某一物理量不變時(shí)，才可以判斷另外兩個(gè)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(shuō)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的圖象，其中A為雙曲線(xiàn)的一個(gè)分支，由圖可知()AA物體運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小不變BA物體運(yùn)動(dòng)的角速度大小不變CB物體運(yùn)動(dòng)的角速度大小不變DB物體運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)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(shuō)明線(xiàn)速度不變時(shí)，加速度與半徑成反比，

7、故選項(xiàng)A正確；an2r說(shuō)明角速度不變時(shí)，加速度與半徑成正比，故選項(xiàng)C正確答案：AC名師歸納：在利用圖象解決物理問(wèn)題時(shí)，要注意充分挖掘圖象中所攜帶的信息，如：一個(gè)量隨另一個(gè)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(shí)還要注意把物理圖象和具體的物理情景結(jié)合起來(lái)考慮應(yīng)該選取哪一個(gè)規(guī)律或公式解決問(wèn)題2vr2vr變式應(yīng)用1一球被細(xì)線(xiàn)拴著做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若其軌道半徑為R，向心加速度為a，則()A小球相對(duì)于圓心的位移不變B小球的線(xiàn)速度為C小球在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的路程為D小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2RaaRtRaBD向心加速度的計(jì)算 滑板運(yùn)動(dòng)是一種時(shí)尚而又刺激的運(yùn)動(dòng)，目前，

8、受到越來(lái)越多青少年的喜愛(ài)如圖所示，某滑板運(yùn)動(dòng)員恰好從B點(diǎn)進(jìn)入半徑為 2.0 m的 圓弧，該圓弧軌道在C點(diǎn)與水平軌道相接，運(yùn)動(dòng)員滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大小為10 m/s，求他到達(dá)C點(diǎn)前、后的瞬時(shí)加速度(不計(jì)各種阻力)14解析：運(yùn)動(dòng)員經(jīng)圓弧滑到C點(diǎn)時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)因?yàn)椴挥?jì)各種阻力故經(jīng)過(guò)C點(diǎn)之前的瞬間運(yùn)動(dòng)員只在豎直方向上受力，故此時(shí)他只有向心加速度由an 得運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)前的瞬2vr答案：50 m/s2，方向豎直向上；0時(shí)加速度a1 m/s250 m/s2，方向豎直向上運(yùn)動(dòng)員滑過(guò)C點(diǎn)后，進(jìn)入水平軌道做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故加速度a20.2102.0變式應(yīng)用2飛行員在做千斤斗或大盤(pán)旋等機(jī)動(dòng)飛行時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)黑視飛行員

9、要適應(yīng)這種情況，必須進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練如圖所示，就是對(duì)飛行員進(jìn)行訓(xùn)練的一種儀器飛行員坐在一個(gè)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置中向心加速度 如右圖所示，O、O1，為兩個(gè)皮帶輪，O輪的半徑為r，O1輪的半徑為R，且Rr，M點(diǎn)為O輪邊緣上的一點(diǎn)，N點(diǎn)是O1輪上的任意一點(diǎn)，當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不打滑)，則()AM點(diǎn)的向心加速度一定大于N點(diǎn)的向心加速度BM點(diǎn)的向心加速度一定等于N點(diǎn)的向心加速度CM點(diǎn)的向心加速度可能小于N點(diǎn)的向心加速度DM點(diǎn)的向心加速度可能等于N點(diǎn)的向心加速度解析：因?yàn)閮奢喌霓D(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)皮

10、帶傳動(dòng)的，而且皮帶在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不打滑，故兩輪邊緣各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小一定相等在大輪邊緣上任取一點(diǎn)Q，因?yàn)镽r，所以由an 可知，aQRN，則由 an2r可知，aQaN，綜上可見(jiàn)，aMaN，因此選項(xiàng)A正確2vr答案：A名師歸納：分析本題的關(guān)鍵有兩點(diǎn)：其一是同一輪上的各點(diǎn)角速度相同；其二是皮帶不打滑時(shí)，與皮帶接觸的各點(diǎn)線(xiàn)速度相同抓住了這兩點(diǎn)，再根據(jù)描述圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)的主動(dòng)輪的軸心，輪半徑為r1，O2為從動(dòng)輪的軸心，輪半徑r2，r3為固定在從動(dòng)輪上的小輪半徑，已知r22r1，r31.5r1，A，B，C分別是三個(gè)輪邊緣上的點(diǎn)，則A，B

11、，C三點(diǎn)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(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)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(shuō)法中正確的是()A向心加速度表示做圓周運(yùn)動(dòng)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(xiàn)速度方向變化的快慢D勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度不變C3“月球勘探號(hào)”空間探測(cè)器繞月球的飛行可以看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A勻速運(yùn)動(dòng)B勻變速曲線(xiàn)運(yùn)

12、動(dòng)C變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D向心加速度大小和方向都變化的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的過(guò)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(shí)刻改變，但不一定指向圓心D加速度大小不變，方向時(shí)刻指向圓心D5.如右圖所示，A、B為嚙合傳動(dòng)的兩齒輪，RA2RB，則A、B兩輪邊緣上兩點(diǎn)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(jī)后輪直徑是前輪的2倍，勻速行駛時(shí)，前輪邊緣上的A點(diǎn)與后輪邊緣上的B點(diǎn)的線(xiàn)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(xì)線(xiàn)懸掛著一個(gè)重物，由靜止開(kāi)始釋放，測(cè)得重物以加速度a2 m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，在重物由靜止下落距離為1 m的瞬間，滑輪邊緣上的點(diǎn)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(dòng)裝置示意圖，輪A和輪B共軸固定在一起組成一個(gè)塔形輪，各輪半徑之比 ，則在傳動(dòng)過(guò)程中，輪C邊緣上一點(diǎn)和輪D邊緣上一點(diǎn)的線(xiàn)速度大小之比為_(kāi)，角速度之比為_(kāi)，向心加速度之比為_(kāi)9在航空競(jìng)賽場(chǎng)里，由一系列路標(biāo)塔指示飛機(jī)的飛行路徑在飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，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(jī)以150 m/s的速度飛行，當(dāng)向心加速度為6g時(shí)，其轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該為多少？答案：382.65 m