【講與練】高中物理人教版(2019)必修2：6.3 向心加速度課件

第6章圓周運動3．向心加速度課前預(yù)習反饋課內(nèi)互動探究課堂達標檢測目標體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升課堂小結(jié)目標體系構(gòu)建知道勻速圓周運動向心加速度的大小和方向。課前預(yù)習反饋

勻速圓周運動的加速度方向

知識點

11．定義：物體做勻速圓周運動時的加速度總指向_______，這個加速度叫作向心加速度。2．向心加速度的作用：向心加速度的方向總是與速度方向_______，故向心加速度只改變速度的_______，不改變速度的_______。3．物體做勻速圓周運動時，向心加速度始終指向_______，方向在時刻_______，所以勻速圓周運動是_________曲線運動。圓心垂直方向大小圓心變化變加速『判一判』(1)勻速圓周運動是勻變速運動。(

)(2)做勻速圓周運動的物體的加速度一定不為0。(

)(3)勻速圓周運動的向心加速度的方向時刻指向圓心，大小不變。(

)(4)做勻速圓周運動的物體加速度始終不變。(

)×√√×『選一選』如圖所示，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，方向時刻指向圓心解析：由題意知，木塊做勻速圓周運動，木塊的加速度大小不變，方向時刻指向圓心，D正確，A、B、C錯誤。D勻速圓周運動的加速度大小

知識點

2ω2r××『想一想』汽車以一定的速度在草原上沿直線勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)正前方有一河溝，為了盡可能地避免掉進河溝，通常有急轉(zhuǎn)彎或急剎車兩種方式。假設(shè)汽車急轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運動，急剎車做勻減速直線運動，且轉(zhuǎn)彎時的向心加速度大小等于剎車時的加速度，請問司機是緊急剎車好，還是馬上急轉(zhuǎn)彎好？答案：剎車好課內(nèi)互動探究探究

對向心加速度的理解要點提煉1.向心加速度的物理意義描述線速度改變的快慢，只改變線速度方向，不改變其大小。2．向心加速度的方向總是沿著圓周運動的半徑指向圓心，即方向始終與運動方向垂直，方向時刻改變。不論加速度an的大小是否變化，an的方向總是時刻改變的，所以圓周運動一定是變加速運動。無論是勻速圓周運動，還是變速圓周運動都有向心加速度，且方向都指向圓心。典例剖析

(多選)關(guān)于勻速圓周運動和向心加速度，下列說法正確的是(

)A．勻速圓周運動的速度大小保持不變，所以做勻速圓周運動的物體沒有加速度B．做勻速圓周運動的物體，雖然速度大小不變，但方向時刻在變，所以必有加速度C．做勻速圓周運動的物體，向心加速度的大小保持不變，所以是勻變速曲線運動D．勻速圓周運動的向心加速度大小雖然不變，但方向始終指向圓心，時刻發(fā)生變化，所以勻速圓周運動不是勻變速運動典題1BD解析：做勻速圓周運動的物體，速度的大小不變，但方向時刻在變，所以必有加速度，且向心加速度大小不變，方向時刻指向圓心，向心加速度不恒定，因此勻速圓周運動不是勻變速運動，故A、C錯誤，B、D正確。(多選)(2023·石嘴山市第三中學高一月考)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快慢的物理量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．物體做變速圓周運動時，向心加速度的大小也可用a＝ω2r來計算對點訓練?解析：向心加速度是描述線速度方向變化快慢的物理量，故A錯誤；向心加速度與速度方向垂直，只改變線速度方向不改變大小，故B正確；只有在勻速圓周運動中，向心加速度大小才恒定，故C錯誤；物體做變速圓周運動時，向心加速度的大小也可用a＝ω2r來計算，故D正確。BD探究

向心加速度公式的理解和應(yīng)用(1)以上公式也適用于變速圓周運動中向心加速度的計算，但計算得到的只是沿徑向的加速度，不包括沿切向的加速度。(2)不同的表達式中，an與同一物理量間有不同的關(guān)系，所以在討論an與其中一個量的關(guān)系時，要根據(jù)不變量選擇合適的公式討論。典例剖析

如圖所示，一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動，皮帶和兩輪之間無滑動，大輪的半徑是小輪的2倍，大輪上的一點S與轉(zhuǎn)軸的距離是半徑的。當大輪邊緣上P點的向心加速度是12m/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大？典題2答案：aS＝4m/s2

aQ＝24m/s2向心加速度公式的應(yīng)用技巧向心加速度的每一個公式都涉及三個物理量的變化關(guān)系，必須在某一物理量不變時分析另外兩個物理量之間的關(guān)系，在比較轉(zhuǎn)動物體上做圓周運動的各點的向心加速度的大小時，應(yīng)按以下步驟進行：(1)先確定各點是線速度大小相等，還是角速度相同。(2)在線速度大小相等時，向心加速度與半徑成反比，在角速度相同時，向心加速度與半徑成正比。AB課堂小結(jié)核心素養(yǎng)提升構(gòu)建模型處理實際問題

圖甲為游樂場的懸空旋轉(zhuǎn)椅，可抽象為如圖乙所示模型，已知繩長L＝5m，水平橫梁L′＝3m，小孩質(zhì)量m＝40kg，整個裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，繩與豎直方向夾角θ＝37°，小孩可視為質(zhì)點，g取10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)繩子的拉力為多少？(2)該裝置轉(zhuǎn)動的角速度多大？(3)增大轉(zhuǎn)速后，繩子與豎直方向的夾角變?yōu)?3°，求此時裝置轉(zhuǎn)動的角速度。案例模型應(yīng)用：課堂達標檢測一、勻速圓周運動的加速度方向1．(2022·四川雅安市高一月考)當物體的加速度不變時，不可能做的運動是(

)A．拋體運動

B．勻速圓周運動C．自由落體運動

D．勻變速直線運動解析：拋體運動，自由落體運動都只受重力，所以合外力不變，則物體的加速度不變，所以正確，不符合題意；勻速圓周運動加速方向時刻變化，所以B錯誤，符合題意；勻變速直線運動就是加速度不變的運動，所以D正確，不符合題意。BACD3．(2023·湖北孝感市高一月考)如圖所示為學員駕駛汽車在水平面上繞O點做勻速圓周運動的俯視示意圖。已知學員在A點位置，教練員在B點位置，A點的轉(zhuǎn)彎半徑為5.0m，B點的轉(zhuǎn)彎半徑為4.0m，學員和教練員(均可視為質(zhì)點)(

)A．運動周期之比為5∶4B．運動角速度之比為4∶5C．向心加速度大小之比為4∶5D．運動線速度大小之比為5∶4D解析：學員和教練員都繞同一點O做圓周運動，則運動周期和運動角速度相等，選項A、B錯誤；根據(jù)a＝ω2r可知，因?qū)W員和教練員做圓周運動的半徑之比為5∶4，則向心加速度大小之比為5∶4，選項C錯誤；根據(jù)v＝ωr可知，因?qū)W員和教練員做圓周運動的半徑之比為5∶4，則線速度大小之比為5∶4，選項D正確。4．(多選)(2022·廣東廣州市高一月考)如圖所示，在光滑水平面上，釘有兩個釘子A和B，一根長細繩的一端系一個小球，另一端固定在釘子A上，開始時小球與釘子A、B均在一條直線