（教材全解）高中物理 第5章 第5节 向心加速度课时学案 新人教版必修2.doc

（教材全解）2013-2014学年高中物理 第5章 第5节 向心加速度课时学案 新人教版必修2学习目标1.知道匀速圆周运动是变速运动，具有指向圆心的加速度向心加速度。2.知道向心加速度的表达式，并会用来进行简单的计算。3.知道向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，知道变速圆周运动的向心加速度的方向。自主学习1.匀速圆周运动的特点：线速度： ；角速度： ； （选填“存在”或“不存在”)加速度。2.向心加速度定义： ，公式： ，单位： ；方向： 。物理意义： 。3.匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗？ 。自我检测1.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2.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，加速度一定大b.角速度大，加速度一定大c.周期大，加速度一定大d.加速度大，速度一定变化快图5-5-143.如图5-5-14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。p是轮盘的一个齿，q是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是（ ）a.p、q两点角速度大小相等b.p、q两点向心加速度大小相等c.p点向心加速度小于q点向心加速度d.p点向心加速度大于q点向心加速度课内探究图5-5-15 一、速度变化量v用矢量图表示速度变化量1.速度在同一直线上（如图5-5-15所示，分析总结）。（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： 。图5-5-16结论：从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度矢量v1和v2，从初速度矢量v1的末端作出一个矢量v到末速度矢量v2的末端，所作的矢量v就等于速度的变化量。2.不在同一条直线上的速度的变化量（如图5-5-16所示)。曲线运动中一段时间的速度变化量： 。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5-5-17所示，求质点从a点转过90到达b点时的速度变化量。图5-5-17二、向心加速度a1.向心加速度的方向做一做：请同学们用细线和小球做实验：细绳的一端连接钢珠，在桌面上抡动细绳，使钢珠做圆周运动，体验手拉绳的力，体会做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力方向。理论推导：阅读教材“向心加速度”部分，设质点沿半径为r的圆做匀速圆周运动，某时刻位于a点，速度为va，经过时间t后位于b点，速度为vb。问题：（1）在a、b两点画速度矢量va和vb时，要注意什么？（2）将va的起点移到b点时要注意什么？（3）如何画出质点由a点运动到b点时速度的变化量v？（4）vt表示的意义是什么？（5）v与圆的半径平行吗？在什么条件下，v与圆的半径平行？结论：（1）向心加速度定义： 。（2）符号： 。（3）方向： 。（4）物理意义： 。说明：（1）匀速圆周运动加速度的大小不变，方向在时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动。（2）所有圆周运动的向心加速度方向都指向圆心。（3）向心加速度反映了圆周运动物体速度方向变化的快慢，只改变线速度方向，不改变其大小。2.向心加速度的大小匀速圆周运动的加速度大小与什么因素有关呢？（如图5-5-18所示)请根据下列要求推导：设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v，轨迹半径为r。经过时间t，物体从a点运动到b点。尝试用v、r写出向心加速度的表达式。图5-5-18向心加速度大小： 。3.如何理解向心加速度？（1）向心加速度效果： 。（2）匀速圆周运动：匀速圆周运动的向心加速度大小 ，方向 ，是 运动。（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v应取该点的线速度和角速度的 值。例2关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是（ ）a.由a=v2r，知a与r成反比b.由a=2r，知a与r成正比c.由=vr，知与r成反比d.由=2n，知与转速n成正比图5-5-19例3如图5-5-19所示，a、b两轮同绕轴o转动，a和c两轮用皮带传动，a、b、c三轮的半径之比为233，a、b、c为三轮边缘上的点。求：（1)三点的线速度之比；（2)三点转动的周期之比；（3)三点的向心加速度之比。巩固练习1.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图5-5-202.如图5-5-20所示，在风力发电机的叶片上有a、b、c三点，其中a、c在叶片的端点，b在叶片的中点。当叶片转动时，这三点（ )a.线速度大小都相等b.线速度方向都相同c.角速度大小都相等d.向心加速度大小都相等3.一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，线速度v=0.2 m/s，则它的向心加速度