2016-2017学年高中物理 第5章 曲线运动新人教版必修2_5

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 必修 2 曲线运动 第五章 第五节 向心加速度 第五章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 * 理解向心加速度的概念，知道向心加速度和线速度、角速度的关系 * 掌握向心加速度的公式，能用公式进行有关计算 课堂情景切入 我们知道做圆周运动的物体速度时刻变化，一定存在加速度，这一节我们就来探究做圆周运动物体的加速度与哪些 因素有关。 知识自主梳理 1 实 例分析 (1)地球绕太阳做近似的匀速圆周运动，地球受到 _的引力，方向由地球球心指向 _中心。 (2)光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动，小球受到的力有重力、桌面的 _、细线的 _，其中 _和 _在竖 直方向上平衡，拉力总是指向 _。 圆 周运 动 的 实 例分析 太阳 太阳 支持力 拉力 重力 支持力 圆心 2 结论 猜 测 一切做匀速圆周运动的物体所受的合力及其加速度均指向 _。 圆心 1定 义 ： 做匀速圆周运动的物体，加速度指向 _，这个加速度称为向心加速度。 2大小： an _或 an _ 3方向： 时刻指向圆心，始终与速度方向 _，故它只改变速度的 _ ，而不改变速度的 _。 4物理意 义 ： 描述圆周运动 _改变快慢的物理量。 向心加速度 圆心 v2/r r2 垂直 方向 大小 速度方向 重点难点突破 一、速度 变 化量 1速度 变 化量 (1)速度变化量是指运动物体在一段时间内的末速度与初速度之差。 (2)速度是矢量，速度的变化量 v也是矢量， v v2 v1是矢量式，其运算满足平行四边形定则或三角 形定则。 2用矢量 图 表示速度 变 化量 (1)同一直线上速度变化关系图如图所示。 (2)不在同一条直线上的速度变化如图所示。 (3)在匀速圆周运动中，物体由 A运动到 B，其速度变化量 v如图所示。 证 明： 如 图 所示，物体从 A点 经时间 t沿 圆 周匀速率运 动 到 B点， 转过 的角度 为 。 二、 对 向心加速度的理解 1物理意 义 描述线速度改变的快慢，只改变线速度方向，不改变其大小。 2方向 总是沿着圆周运动的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变。不论加速度 an的大小是否变化 ， an的方向总是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速运动。 特 别 提醒： (1)在匀速圆周运动中，物体的加速度就是向心加速度，方向一定指向圆心。 (2)做变速圆周运动的物体，加速度并不指向圆心，该加速度有两个分量：一是向心加速度；二是切向加速度，切 向加速度改变速度大小。 特 别 提醒： (1)以上公式也适用于变速圆周运动中向心加速度的计算，但计算得到的只是沿径向的加速度，不包括沿切向的加 速度。 (2)不同的表达式中， an与同一物理量间有不同的关系，所以在讨论 an与其中一个量的关系时，要根据不变量 选择合适的公式讨论。 A v甲 v乙 ， 甲 乙 ， a甲 a乙 B v甲 v乙 ， 甲 乙 ， a甲 a乙 C v甲 v乙 ， 甲 乙 ， a甲 a乙 D v甲 v乙 ， 甲 r乙 ， 根据 v r得 线 速度 v甲 v乙 ，根据 a 2r得 a甲 a乙 ，所以 B选 项 正确。 考点题型设计 对 向心加速度的理解 解析： 加速度是描述速度 变 化快慢的物理量，向心加速度 是描述 线 速度方向 变 化快慢的物理量，因此 A错 ， B对 。只有 匀速 圆 周运 动 的向心加速度大小恒定， C错 。向心加速度的方 向 时 刻改 变 ，故 D错 。 答案： B 点 评 ： 向心加速度是矢量，方向始 终 指向 圆 心。 答案： D 解析： 由关系式 y kx知， y与 x成正比的前提条件是 k是 定 值 。只有当 v一定 时 ，才有 a与 r成反比；只有当 一定 时 ， 才有 a与 r成正比。 向心加速度的 计 算 答案： aS 4m/s2 aQ 24m/s2 点 评 ： 先根据皮 带传动 或同 轴转动 分析出研究点的 线 速 度关系或角速度关系，然后再利用向心加速度公式分析。 答案： 2g g 开放 探究 答案： 刹车好 答案： 0 05r/s 超重 易错案例剖析 正确解答： 物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度；物体做变速圆周运动时，向心加 速度只是合加速度的一个分量， A正确、 B错误。物体做匀速圆周运动时，只具有向心加速度，加速度方向始终指向圆心 ；物体做变速圆周运动时，圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度不再指向圆心， C错误、 D正确。 正确答案： AD 点 评 ： 在一般 圆 周运 动 中，合加速度通常有两个分量： 切向加速度和向心加速度。切向加速度表示速度大小 变 化的快 慢；向心加速度表示速度方向 变 化的快慢。 (1)物体做匀速