高中物理 5_5 向心加速度学案新人教版必修2

第5节 向心加速度【学习目标】1.理解速度变化量和向心加速度的概念。2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。3.能够运用向心加速度公式求解有关问题。【知识要点】1.匀速圆周运动的特点：线速度的方向： 角速度的含义与表达式： 。2.匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗？ 。3.向心加速度（1）向心加速度定义： 。（2）符号： 。（3）方向： 。（4）物理意义： 。说明：匀速圆周运动向心加速度的大小不变，方向在时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动。所有圆周运动的向心加速度方向都指向圆心。向心加速度反映了做圆周运动物体的速度方向变化的快慢，只改变线速度方向，不改变其大小。4.向心加速度的大小描述圆周运动的物理量有线速度、角速度、周期、转速,则向心加速度的表达式为= 。5.如何理解向心加速度？（1）向心加速度的效果： 。（2）匀速圆周运动：匀速圆周运动的向心加速度大小 （“变”或“不变”），方向 （“变”或“不变”）。（3）变速圆周运动：向心加速度公式表示质点在圆周上某点的向心加速度 （选填“瞬时值”或“平均值”），其中或应取该点的线速度和角速度的 值。【课堂探究】一、速度变化量用矢量图表示速度变化量1.速度在同一直线上（如图5-5-2所示，分析总结）。图5-5-2（1）初速度和末速度方向相同，末速度大于初速度，此时速度的变化量与初、末速度的方向、大小关系为： 。（2）初速度和末速度方向相同，末速度小于初速度，此时速度的变化量与初、末速度的方向、大小关系为： 。（3）初速度和末速度方向相反，此时速度的变化量与初、末速度的方向、大小关系为： 。结论：从同一点作出物体在一段时间内的始末两个速度矢量和，从初速度矢量 所作的矢量就等于速度的变化量。图5-5-32.不在同一条直线上的速度的变化量(如图5-5-3所示)。曲线运动中一段时间的速度变化量： 。【针对训练】图5-5-4例1 一质点做匀速圆周运动，其半径为2 m，周期为3.14 s,如图5-5-4所示，求质点从点转过90到达点时的速度变化量。例2.（单选）下列关于向心加速度的说法中，正确的是（ ）A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B.向心加速度的方向保持不变C.在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化例3.（单选）关于质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是 ( )A.线速度大，向心加速度一定大B.角速度大，向心加速度一定大C.周期大，向心加速度一定大D.向心加速度大，速度一定变化快图5-5-1例4.（单选）如图5-5-1所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。是轮盘的一个齿，是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是（ ）A.两点角速度大小相等B.两点向心加速度大小相等C.点向心加速度小于点向心加速度D.点向心加速度大于点向心加速度【巩固提升】1.（多选）关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是（ ）A.它们的方向都沿半径指向地心B.它们的方向都平行于赤道平面指向地轴C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大D.北京的向心加速度比广州的向心加速度小2. 一物体以4 m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2 s，则物体在运动过程中的任一时刻，速度变化率的大小为()A2 m/s2 B4 m/s2 C0 D4 m/s23下列各种运动中，不属于匀变速运动的是()A斜抛运动 B匀速圆周运动C平抛运动 D竖直上抛运动4匀速圆周的向心加速度的物理意义是（ ）A它是描述角速度变化快慢的物理量B它是描述线速度大小变化快慢的物理量C它是描述速度变化快慢的物理量D它是描述角速度变化大小的物理量5下列关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法中错误的是（ ）A向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B向心加速度的方向不断变化C向心加速度是恒定的，匀速圆周运动是匀变速曲线运动D向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小6由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）A地球表面各处具有相同大小的线速度 B地球表面各处具有相同大小的角速度C地球表面各处具有相同大小的向心加速度D地球表面各处的向心加速度方向相同7A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A 的转速为30r/min，B的转速为15r/min。则两球的向心加速度之比为（ ）A1：1 B2：1 C4：1 D8：18.一物体在水平面内沿半径20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度0.2 m/s，则它的向心加速度为 ，角速度为 rad/s，周期为 s。9.一物体在水平面内沿半径 R=20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动，它的向心加速度为0.2m/S2，那么，它的线速度V=_m/s，角速度为_ rad/s，周期为_s。10.一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4 rad/s，盘面上距盘中心0.01 m的位置有一个质量为0.1 kg的小物体能够随盘一起转动，如图所示求物体转动的向心加速度的大小和方向11.如图所示A、B、C分别是地球表面上北纬30、南纬60和赤道上的点若已知地球半径为R，自转的角速度为0，求：(1)A、B两点的线速度大小(2)A、B、C三点的向心加速度大小之比4