5.5向心加速度學(xué)案(人教版必修2)[工作范文]

1、5.5向心加速度學(xué)案（人教版必修2） 5向心加速度學(xué)案 .圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向不斷改變， 一定是運(yùn)動(dòng)， 必定有.任何做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度的方向都指向 ，這個(gè) 加速度叫向心加速度. .向心加速度是描述物體 改變的 物理量，其計(jì)算公式為 an = .關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)及向心加速度，下列說(shuō)法中正確的 是 A. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng) B. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) c .向心加速度描述線(xiàn)速度大小變化的快慢 D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速度方向不斷改變的變速運(yùn)動(dòng) .關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度的方向，下列 說(shuō)法中正確的是 A. 與線(xiàn)速度方向始終相同 B. 與線(xiàn)速度方向始終相反 c .始終

2、指向圓心 D.始終保持不變 .關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心加速度，下列說(shuō)法 正確的是 A. 向心加速度的大小和方向都不變 B. 向心加速度的大小和方向都不斷變化 c .向心加速度的大小不變，方向不斷變化 D.向心加速度的大小不斷變化，方向不變 .關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法中正確的是 A. 由a= v2r可知，a與r成反比 B. 由a= 3 2r可知，a與r成正比 c .當(dāng)v 一定時(shí)，a與r成反比 D.由3 = 2 n n可知，角速度3與轉(zhuǎn)速n成正比 .高速列車(chē)已經(jīng)成為世界上重要的交通工具之一，某高 速列車(chē)時(shí)速可達(dá) 360/h.當(dāng)該 列車(chē)以恒定的速率在半徑為XX的水平面上做勻速圓周 運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)，則 A. 乘客做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為5/S2 B. 乘客做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為0.5/S2 c .列車(chē)進(jìn)入彎道時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng) D.乘客隨列車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度不變 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一對(duì)向心加速度的理解 .關(guān)于向心加速度的物理意義，下列說(shuō)法正確的是 A. 它描述的是線(xiàn)速度大小變化的快慢 B. 它描述的是線(xiàn)速度方向變化的快慢 c .它描述的是物體運(yùn)動(dòng)的路程變化的快慢 D.它描述的是角速度變化的快慢 .下列關(guān)于向心加速度的說(shuō)法中，正確的是 A. 向心加速度的方向始終與速度的方向垂直 B. 向心加速度的方向始終保持不變 c .在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的 D.在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不

4、斷變化 知識(shí)點(diǎn)二 對(duì)向心加速度公式的理解 .關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度，下列說(shuō)法中正確的 是 A. 由于a = v2r，所以線(xiàn)速度大的物體向心加速度大 B. 由于a = v2r，所以旋轉(zhuǎn)半徑大的物體向心加速度小 c.由于a = r 3 2,所以角速度大的物體向心加速度大 D.以上結(jié)論都不正確 圖1 如圖1所示為質(zhì)點(diǎn)P、Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度 隨半徑變化的圖線(xiàn)，表示質(zhì)點(diǎn)P 的圖線(xiàn)是雙曲線(xiàn)，表示質(zhì)點(diǎn)Q的圖線(xiàn)是過(guò)原點(diǎn)的一條直 線(xiàn)，由圖線(xiàn)可知 A.質(zhì)點(diǎn)P的線(xiàn)速度大小不變 B.質(zhì)點(diǎn)P的角速度大小不變 c .質(zhì)點(diǎn)Q的角速度隨半徑變化 D.質(zhì)點(diǎn)Q的線(xiàn)速度大小不變 知識(shí)點(diǎn)三對(duì)速度變化量的理解 .某物體

5、以10/s的速率沿周長(zhǎng)為40的圓做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)，求： 物體運(yùn)動(dòng)2s內(nèi)的位移和速度變化大小. 物體運(yùn)動(dòng)4s內(nèi)的位移和速度變化大小. 物體的向心加速度大小. 【方法技巧練】 一、傳動(dòng)裝置中的向心加速度 圖2 如圖2所示，o、01為兩個(gè)皮帶輪，o輪的半徑為r, o1 輪的半徑為R且Rr，點(diǎn) 為o輪邊緣上的一點(diǎn)，N點(diǎn)為o1輪上的任意一點(diǎn).當(dāng)皮 帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則 A. 點(diǎn)的向心加速度一定大于 N點(diǎn)的向心加速度 B. 點(diǎn)的向心加速度一定等于 N點(diǎn)的向心加速度 c. 點(diǎn)的向心加速度可能小于 N點(diǎn)的向心加速度 D. 點(diǎn)的向心加速度可能等于 N點(diǎn)的向心加速度 圖3 如圖3所示，o1為皮帶傳動(dòng)的主動(dòng)輪的軸心，輪半

6、徑為 r1 , o2為從動(dòng)輪的軸心，輪半徑 為r2 , r3為固定在從動(dòng)輪上的小輪的半徑.已知r2 = 2r1 , r3 = 1.5r1.A、B、c 分別是 3 個(gè) 輪邊緣上的點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)A、B、c的向心加速度之比是 A. 1 : 2 : 3B. 2 : 4 : 3 c. 8 : 4 : 3D. 3 : 6 : 2 二、向心加速度與其他運(yùn)動(dòng)規(guī)律的結(jié)論 .如圖4所示， 圖4 定滑輪的半徑r = 2c,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a= 2/s2勻加速運(yùn)動(dòng)，在重物由靜止下落1 的瞬間，滑輪邊緣上的點(diǎn)的角 速度 3 =rad/s，向心加速度 an =/s2. 圖5

7、 一個(gè)圓盤(pán)在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是4rad/s ,盤(pán)面 上距盤(pán)中心0.01的位置有一個(gè) 質(zhì)量為0.1g的小物體能夠隨盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖5所 示.求物體轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度的大 小和方向. 參考答案 課前預(yù)習(xí)練 .變速加速度圓心 .速度方向 快慢 v2r 3 2r .D 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變，是一種變速 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小不變，方向 時(shí)刻在改變，且加速度的大小描述了做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 線(xiàn)速度方向變化的快慢，故c錯(cuò)，D對(duì). .c 5.c 6.cD .A 乘客隨列車(chē)以360/h的速率沿半徑為 XX的圓周 運(yùn)動(dòng)，向心加速度 a = v2r = 1002XX/S2 =

8、 5/s2 , A對(duì)，B錯(cuò)； 乘客隨列車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小不變， 方向時(shí)刻變化，c、D錯(cuò). 課堂探究練 .B 向心加速度描述了線(xiàn)速度方向變化的快慢，故選 B. 點(diǎn)評(píng) 由于向心加速度始終與速度垂直，故向心加速度 只改變速度的方向，不改變速度的大小，故向心加速度的大 小表示線(xiàn)速度方向改變的快慢. .A 向心加速度方向始終指向圓心，與速度方向垂直， 方向時(shí)刻在變化，故選項(xiàng) A正確，B錯(cuò)誤；在勻速圓周運(yùn)動(dòng) 中向心加速度的大小不變，方向時(shí)刻變化，故選項(xiàng)c、D錯(cuò) 誤. .D 研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，要注意在一個(gè)量 定時(shí)，研究另兩個(gè)量的關(guān)系，比如a = v2r只有在r 一定 的前提下，才能說(shuō)速度 v越大，

9、加速度a越大. .A 由圖象知，質(zhì)點(diǎn)P的向心加速度隨半徑r的變化 曲線(xiàn)是雙曲線(xiàn)，因此可以判定質(zhì)點(diǎn)P的向心加速度ap與半 徑r的積是一個(gè)常數(shù)，即 apr = , ap= r，與向心加速度的計(jì) 算公式ap = v2r對(duì)照可得v2 =，即質(zhì)點(diǎn)P的線(xiàn)速度v =，大 小不變，A選項(xiàng)正確；同理，知道質(zhì)點(diǎn)Q的向心加速度aQ= r與a= 3 2r對(duì)照可知3 2=, 3 =,質(zhì)點(diǎn)Q的角速度保 持不變.因此選項(xiàng) B、c、D皆不正確. 點(diǎn)評(píng) 正確理解圖象所表達(dá)的物理意義是解題的關(guān)鍵， 搞清向心加速度公式 an = v2r和an= 3 2r的適用條件. .12.720/s0015.7/S2 解析 經(jīng)2s的時(shí)間，物體通

10、過(guò)的路程s = 10X 2= 20, 即物體通過(guò)了半個(gè)圓周，此時(shí)物體的位置與原出發(fā)位置關(guān)于 圓心對(duì)稱(chēng)，故其位移大小x = 2r = 40 n = 12.7，物體的速度 變化大小 v = 2v = 20/s. 經(jīng)4s的時(shí)間，物體又回到出發(fā)位置，位移為零，速度 變化為零. 物體的向心加速度大小 a = v2r = 102402 n /s2 = 15.7/s2 點(diǎn)評(píng) 速度變化量是矢量，它有大小，也有方向.當(dāng) 物體沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)且速度增大時(shí)， v的方向與初速度方向相 同；當(dāng)物體沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)且速度減小時(shí)，v的方向與初速度 方向相反，如圖所示： 如果物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，我們把初速度 v1移到末速度 v2上，使v1、

11、v2的箭尾重合，則從 v1的箭頭指向v2箭頭 的有向線(xiàn)段就表示 v ,如圖所示. .A 因?yàn)閮奢喌霓D(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)皮帶傳動(dòng)的，而且皮帶在 傳動(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 = v2r 可知，aQaN因此A選項(xiàng)正確. 方法總結(jié)涉及傳動(dòng)裝置問(wèn)題時(shí)，先找出哪些點(diǎn)線(xiàn)速度 相等，哪些點(diǎn)角速度相等，然后相應(yīng)地應(yīng)用an = v2r、an = 3 2r進(jìn)行分析. .c 因皮帶不打滑，A點(diǎn)與B點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相同， 根據(jù)向心加速度公式：an= v2r , 可得 aA : aB= r2 : r1 = 2 : 1. B點(diǎn)、c點(diǎn)是固定在一起的輪上的兩點(diǎn)，所以它們的角 速度相同，根據(jù)向心加速度公式：an = r 3 2，可得 aB : ac = r2 : r3 = 2 : 1.5. 所以 aA : aB : ac = 8 : 4 : 3,故選 c. 方法總結(jié)向心加速度的公式 an= r 3 2= v2r中，都涉 及三個(gè)物理量的變化關(guān)系，因此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. 對(duì)于皮帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)等裝置，要先確定輪上各點(diǎn) v、 3的關(guān)系，再進(jìn)一步確定向心加速度a的關(guān)系. .100 200 解析由題意知，滑輪邊緣上的點(diǎn)的線(xiàn)速度與物體的速 度相等，由推論公式