高中物理 第五章 曲线运动 第5节 向心加速度课件 新人教版必修2.ppt

第五章 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 要点一 要点二 第5节 创新演练 大冲关 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 1 理解向心加速度的概念 2 掌握向心加速度的公式 能用公式进行有关的计算 3 了解向心加速度公式的推导方法 读教材 填要点 1 速度的变化量 1 定义 运动物体在一段时间内末速度与初速度之差 即 v 速度的变化量是矢量 既有大小 又有方向 2 大小计算 同一直线上的速度的变化量 v2 v1 图5 5 1 关键一点 不管是直线运动还是曲线运动 速度的变化量 v都是从初速度v1的末端指向末速度v2的末端的有向线段 2 向心加速度 1 匀速圆周运动物体的受力和加速度 图5 5 3 圆心 垂直 圆心 2r 试身手 夯基础 1 关于向心加速度的物理意义 下列说法中正确的是 a 它描述的是线速度方向变化的快慢b 它描述的是线速度大小变化的快慢c 它描述的是角速度变化的快慢d 匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的 解析 向心加速度的方向与线速度的方向垂直 故它只描述线速度方向变化的快慢 a正确 b错误 对匀速圆周运动 角速度是不变的 c错误 匀速圆周运动的向心加速度大小不变 但方向时刻指向圆心 故向心加速度方向是变化的 d错误 答案 a 2 关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度 下列说法正确的是 a 向心加速度的大小和方向都不变b 向心加速度的大小和方向都不断变化c 向心加速度的大小不变 方向不断变化d 向心加速度的大小不断变化 方向不变解析 物体做匀速圆周运动时 向心加速度的大小不变 方向不断变化 故选项c正确 答案 c 3 一物体以4m s的线速度做匀速圆周运动 转动周期为2s 则物体在运动过程中的任一时刻 速度变化率的大小为 a 2m s2b 4m s2c 0d 4 m s2 答案 d 4 一质点做匀速圆周运动 其半径为2m 周期为3 14s 如图5 5 4所示 求质点从a点转过90 到达b点的速度的变化量 图5 5 4 1 圆周运动的加速度 1 对于一般的非匀速圆周运动 加速度有两个分量 一个是指向圆心的向心加速度 另一个是沿切线方向的加速度 如图5 5 5所示 因此一般情况下 物体做圆周运动的加速度方向不一定指向圆心 2 对于匀速圆周运动而言 物体的加速度即为向心加速度 因此其方向一定指向圆心 图5 5 5 1 关于向心加速度 以下说法中正确的是 a 向心加速度的方向始终与速度方向垂直b 向心加速度只改变线速度的方向 不改变线速度的大小c 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心d 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 向心加速度的物理意义 2 向心加速度方向与线速度方向间的关系 解析 向心加速度的方向沿半径指向圆心 速度方向则沿圆周的切线方向 所以 向心加速度的方向始终与速度方向垂直 只改变线速度的方向 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 一般情况下 圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度的方向不一定始终指向圆心 故a b d正确 答案 abd 1 向心加速度只描述线速度方向变化的快慢 沿切线方向的加速度描述线速度大小变化的快慢 2 向心加速度的方向始终与速度方向垂直 且方向在不断改变 图5 5 6 名师点睛 上述向心加速度的表达式中 an均与两个物理量有关 在讨论与其中某一个量的关系时 要注意另一个量是否发生变化 2 如图5 5 7所示为两级皮带传动装置 转动时皮带均不打滑 中间两个轮子是固定在一起的 轮1的半径和轮2的半径相同 轮3的半径和轮4的半径相同 且为轮1和轮2半径的一半 则轮1边缘的a点与轮4边缘的c点相比 图5 5 7 a 线速度之比为1 4b 角速度之比为4 1c 向心加速度之比为8 1d 向心加速度之比为1 8 答案 d 1 对应要点一 下列有关圆周运动的说法正确的是 a 做圆周运动的物体加速度一定指向圆心b 做匀速圆周运动的物体向心加速度越大 物体运动的速度变化越快c 在匀速圆周运动中 向心加速度是恒量d 做匀速圆周运动的物体角速度越大 连接物体与圆心的轨道半径转动越快 解析 只有匀速圆周运动的向心加速度方向一定指向圆心 故a选项错 加速度是描述运动物体速度变化快慢的物理量 故b选项正确 向心加速度是矢量 在匀速圆周运动中 虽然方向总是指向圆心 但以地面为参照系时 加速度的方向是不断变化的 因此加速度是变量 故c选项错误 由角速度的定义可知 d选项正确 答案 bd 2 对应要点一 如图5 5 8所示 为a b两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像其中a为双曲线的一个分支 由图可知 a a物体运动的线速度大小不变b a物体运动的角速度大小不变c b物体运动的角速度大小不变d b物体运动的线速度大小不变 图5 5 8 答案 ac 图5 5 9 答案 ad 4 对应要点二 一般的曲线运动可以分成很多小段 每小段都可以看成圆周运动的一部分 即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替 如图5 5 10甲所示 曲线上a点的曲率圆定义为 通过a点和曲线上紧邻a点两侧的两点作一圆 在极限情况下 这个圆就叫做a点的曲率圆 其半径 叫做a点的曲率半径 现将一物体沿与水平面成 角的方向以速度v0拋出 如图乙所示 则在其轨迹最高点p处的曲率半径是 图5 5 10 答案 c 1 做匀速圆周运动的物体 其向心加速度的方向沿半径指向