6.3 向心加速度—人教版（2019） 高中物理必修第二冊學(xué)案

1、 高一 必修二 物理導(dǎo)學(xué)案 課題：6.3 向心加速度一、學(xué)習目標 1知道勻速圓周運動是變速運動，具有指向圓心的向心加速度。2知道向心加速度的表達式。3能根據(jù)問題情境選擇合適的向心加速度表達式并會進行簡單的計算。二、自主閱讀反饋1、涵義：做勻速圓周運動的加速度總指向_。2、方向：始終沿半徑指向_,并與線速度方向_。3、大?。篴n=_ 或 an=_ 。4、作用效果：只改變_,不改變線速度大小。5、物理意義：描述_改變快慢的物理量。3、 探究思考1、勻速圓周運動的加速度方向情境1、小球繞繩子一端做勻速圓周運動,它的加速度方向如何?如何計算其大小?它的速度大小改變嗎? 情景2、地球繞太陽做勻速圓周運動

2、,如圖所示;光滑桌面上一個小球由于細線的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動,如上圖所示。(1) 在勻速圓周運動中,地球、小球的運動狀態(tài)發(fā)生變化嗎?若變化,試分析原因。(2) 根據(jù)牛頓第二定律,試分析地球、小球的加速度方向變化嗎?勻速圓周運動是一種什么運動?典例1、下列關(guān)于向心加速度的說法中正確的是(A)A.向心加速度的方向始終指向圓心 B.向心加速度的方向保持不變C.在勻速圓周運動中,向心加速度是恒定的 D.在勻速圓周運動中,向心加速度的大小不斷變化 練習：1、關(guān)于向心加速度,下列說法正確的是(B)A. 向心加速度是描述線速度大小變化快慢的物理量B.向心加速度是描述線速度的方向變化快慢的物理量

3、C.向心加速度時刻指向圓心,方向不變D.向心加速度是平均加速度,大小可用加速度定義式計算 2、我們習慣這樣的自然現(xiàn)象 “太陽下山明早依舊爬上來”。黎明,旭日東升;黃昏,夕陽西下。白天和黑夜周而復(fù)始,不斷交替出現(xiàn),我們習以為常的這種自然現(xiàn)象就是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。關(guān)于地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn),下列說法正確的是(A) A.在赤道上向心加速度最大 B.在兩極向心加速度最大C.在地球上各處向心加速度一樣大 D.在地球上各處線速度都一樣大 2、勻速圓周運動的加速度大小情景3、如圖所示,自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個輪子的半徑不同,A、B、C是它們邊緣上的三個點。A和B、B和C兩個點的向心加速度與半徑有什么關(guān)

4、系?典例2、如圖所示,一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動,皮帶和兩輪之間無相對滑動,大輪的半徑是小輪半徑的2倍,大輪的一點S離轉(zhuǎn)動軸的距離是大輪半徑的三分之一 。當大輪邊緣上的P點的向心加速度是12 m/s2時,大輪上的S點和小輪邊緣上的Q點的向心加速度各為多少?4 m/s224 m/s2練習1、(多選)如圖是甲、乙兩球做圓周運動的向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖像,下列說法中正確的ADA.甲球線速度大小保持不變B.乙球線速度大小保持不變C.甲球角速度大小保持不變D.乙球角速度大小保持不變四、知識精講1、物理意義:描述勻速圓周運動中線速度改變的快慢,只能表示速度方向變化的快慢,不表示速度大小變化的快慢。

5、2、方向特點:(1)指向圓心:無論是勻速圓周運動,還是變速圓周運動,向心加速度的方向都指向圓心(或者說與線速度方向垂直)。(2)時刻改變:無論向心加速度的大小是否變化,向心加速度的方向隨線速度方向的改變時刻改變,所以圓周運動的向心加速度是時刻改變的。3、勻速圓周運動中的“變”與“不變”:(1)“不變”量:勻速圓周運動的角速度、周期、轉(zhuǎn)速不變,線速度、加速度這兩個矢量的大小不變。(2)“變化”量:勻速圓周運動的線速度、加速度這兩個矢量的方向時刻改變,故它們在時刻變化。五、課堂檢測與練習1、質(zhì)點做圓周運動時,下列說法正確的是(B)A.速度的大小不變,方向時刻改變 B.勻速圓周運動是變加速曲線運動C

6、.物體所受合力全部用來提供向心力 D.加速度大小不變,方向時刻改變2、如圖所示,線段OP一端固定,另一端系一小球,讓小球在光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運動,關(guān)于小球運動到P點時的加速度方向,下列圖中可能的是 (B)3、如圖所示,地球可以看成半徑為R的球體繞地軸O1O2以角速度勻速轉(zhuǎn)動,A、B為地球上兩點。下列說法中正確的是(C)A.A、B兩點具有不同的角速度 B.A、B兩點的線速度之比為 13C.A、B兩點的向心加速度之比為31 D.A、B兩點的向心加速度方向都指向球心4、兩輪壓緊,通過摩擦傳動(不打滑),已知大輪半徑是小輪半徑的2倍,E為大輪半徑的中點,C、D分別是大輪和小輪邊緣上的一點,則E、C

7、、D三點向心加速度大小關(guān)系正確的是(C) A.aC=aD=2aEB.aC=2aD=2aEC.aC=aD2=2aE D.aC=aD2=aE5、(多選)如圖所示,兩個質(zhì)量不同的小球用長度不等的細線拴在同一點,并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則它們的 (AC)A.周期相等B.線速度的大小相等C.角速度的大小相等D.向心加速度的大小相等6、一物體沿半徑為10 m的圓形軌道在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,線速度為10 m/s,在A點運動方向為正北,經(jīng)14周期運動至B點,在B點運動方向為正東,如圖所示,求:(1)物體從A到B過程通過的路程和位移。(2)物體運動的角速度和向心加速度的大小?！窘馕觥?1)物體從A到B的過程中路程為:s=142R=12R=1210 m=5 m物體從A到B的過程中位移大小為:x=2R=210 m=102 m方向由A指向B。(2)角速度為:=vR=10m/s10m=1 rad/s向心加速度為:a=2r=110 m/s2=10 m/s2答案:(1)5 m102 m,方向由A指向B(2)1 rad/s10 m/s27、某汽車以恒定的速率駛?cè)胍粋€狹長的90圓弧形水平彎道,彎道兩端連接的都是直道。有人在車內(nèi)測量汽車的向心加速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示。求:(1)汽車轉(zhuǎn)彎所用的時間。(2)汽車行駛