高一物理新必修二学案 5.5 向心加速度

1、.5.5 向心加速度 学案人教版必修21圆周运动的速度方向不断改变，一定是_运动，必定有_任何做匀速圆周运动的物体的加速度的方向都指向_，这个加速度叫向心加速度2向心加速度是描绘物体_改变_的物理量，其计算公式为an_.3关于匀速圆周运动及向心加速度，以下说法中正确的选项是A匀速圆周运动是一种匀速运动B匀速圆周运动是一种匀速曲线运动C向心加速度描绘线速度大小变化的快慢D匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变速运动4关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向，以下说法中正确的选项是A与线速度方向始终一样B与线速度方向始终相反C始终指向圆心D始终保持不变5关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度，以下说法

2、正确的选项是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6关于质点做匀速圆周运动的以下说法中正确的选项是A由a可知，a与r成反比B由a2r可知，a与r成正比C当v一定时，a与r成反比D由2n可知，角速度与转速n成正比7高速列车已经成为世界上重要的交通工具之一，某高速列车时速可达360 km/h.当该列车以恒定的速率在半径为2 000 m的程度面上做匀速圆周运动时，那么A乘客做圆周运动的加速度为5 m/s2B乘客做圆周运动的加速度为0.5 m/s2C列车进入弯道时做匀速运动D乘客随列车运动时的速度不变【概

3、念规律练】知识点一对向心加速度的理解1关于向心加速度的物理意义，以下说法正确的选项是A它描绘的是线速度大小变化的快慢B它描绘的是线速度方向变化的快慢C它描绘的是物体运动的路程变化的快慢D它描绘的是角速度变化的快慢2以下关于向心加速度的说法中，正确的选项是A向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B向心加速度的方向始终保持不变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知识点二对向心加速度公式的理解3关于匀速圆周运动的向心加速度，以下说法中正确的选项是A由于a，所以线速度大的物体向心加速度大B由于a，所以旋转半径大的物体向心加速度小C由于ar2，所以角速度大的物

4、体向心加速度大D以上结论都不正确4.图1如图1所示为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线，表示质点P的图线是双曲线，表示质点Q的图线是过原点的一条直线，由图线可知A质点P的线速度大小不变B质点P的角速度大小不变C质点Q的角速度随半径变化D质点Q的线速度大小不变知识点三对速度变化量的理解5某物体以10 m/s的速率沿周长为40 m的圆做匀速圆周运动，求：1物体运动2 s内的位移和速度变化大小2物体运动4 s内的位移和速度变化大小3物体的向心加速度大小【方法技巧练】一、传动装置中的向心加速度6.图2如图2所示，O、O1为两个皮带轮，O轮的半径为r，O1轮的半径为R，且R>r，

5、M点为O轮边缘上的一点，N点为O1轮上的任意一点当皮带轮转动时设转动过程中不打滑，那么AM点的向心加速度一定大于N点的向心加速度BM点的向心加速度一定等于N点的向心加速度CM点的向心加速度可能小于N点的向心加速度DM点的向心加速度可能等于N点的向心加速度7.图3如图3所示，O1为皮带传动的主动轮的轴心，轮半径为r1，O2为从动轮的轴心，轮半径为r2，r3为固定在从动轮上的小轮的半径r22r1，r31.5r1.A、B、C分别是3个轮边缘上的点，那么质点A、B、C的向心加速度之比是假设皮带不打滑A123 B243C843 D362二、向心加速度与其他运动规律的结论8如图4所示，图4定滑轮的半径r2

6、 cm，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开场释放，测得重物以加速度a2 m/s2匀加速运动，在重物由静止下落1 m的瞬间，滑轮边缘上的点的角速度_ rad/s，向心加速度an_ m/s2.9.图5一个圆盘在程度面内匀速转动，角速度是4 rad/s，盘面上距盘中心0.01 m的位置有一个质量为0.1 kg的小物体可以随盘一起转动，如图5所示求物体转动的向心加速度的大小和方向参考答案课前预习练1变速加速度圆心2速度方向快慢2r3D匀速圆周运动的速度方向时刻改变，是一种变速曲线运动，A、B错；匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻在改变，且加速度的大小描绘了做匀速圆周运动的物体线速度方向变化的

7、快慢，故C错，D对4C5.C6.CD7A乘客随列车以360 km/h的速率沿半径为2 000 m的圆周运动，向心加速度a m/s25 m/s2，A对，B错；乘客随列车运动时的速度大小不变，方向时刻变化，C、D错课堂探究练1B向心加速度描绘了线速度方向变化的快慢，应选B.点评由于向心加速度始终与速度垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，故向心加速度的大小表示线速度方向改变的快慢2A向心加速度方向始终指向圆心，与速度方向垂直，方向时刻在变化，应选项A正确，B错误；在匀速圆周运动中向心加速度的大小不变，方向时刻变化，应选项C、D错误3D研究三个物理量之间的关系时，要注意在一个量一定时

8、，研究另两个量的关系，比方a只有在r一定的前提下，才能说速度v越大，加速度a越大4A由图象知，质点P的向心加速度随半径r的变化曲线是双曲线，因此可以断定质点P的向心加速度ap与半径r的积是一个常数k，即aprk，ap，与向心加速度的计算公式ap对照可得v2k，即质点P的线速度v，大小不变，A选项正确；同理，知道质点Q的向心加速度aQkr与a2r对照可知2k，常数，质点Q的角速度保持不变因此选项B、C、D皆不正确点评正确理解图象所表达的物理意义是解题的关键，搞清向心加速度公式an和an2r的适用条件5112.7 m20 m/s200315.7 m/s2解析1经2 s的时间，物体通过的路程s10&

9、#215;2 m20 m，即物体通过了半个圆周，此时物体的位置与原出发位置关于圆心对称，故其位移大小x2r m12.7 m，物体的速度变化大小v2v20 m/s.2经4 s的时间，物体又回到出发位置，位移为零，速度变化为零3物体的向心加速度大小a m/s215.7 m/s2点评速度变化量是矢量，它有大小，也有方向当物体沿直线运动且速度增大时，v的方向与初速度方向一样；当物体沿直线运动且速度减小时，v的方向与初速度方向相反，如下图：假如物体做曲线运动，我们把初速度v1移到末速度v2上，使v1、v2的箭尾重合，那么从v1的箭头指向v2箭头的有向线段就表示v，如下图6A因为两轮的转动是通过皮带传动的

10、，而且皮带在传动过程中不打滑，故两轮边缘各点的线速度大小一定相等在大轮边缘上任取一点Q，因为R>r，所以由an可知，aQ<aM，再比较Q、N两点的向心加速度的大小，因为Q、N是在同一轮上的两点，所以角速度相等又因为RQRN，那么由an2r可知，aQaN，综上可见，aM>aN，因此A选项正确方法总结涉及传动装置问题时，先找出哪些点线速度相等，哪些点角速度相等，然后相应地应用an、an2r进展分析7C因皮带不打滑，A点与B点的线速度大小一样，根据向心加速度公式：an，可得aAaBr2r121.B点、C点是固定在一起的轮上的两点，所以它们的角速度一样，根据向心加速度公式：anr2，可得aBaCr2r321.5.所以aAaBaC843，应选C.方法总结1向心加速度的公式anr2中，都涉及三个物理量的变化关系，因此必须在某一物理量不变时，才可以判断另外两个物理量之间的关系2对于皮带传动、链条传动等装置，要先确定轮上各点v、的关系，再进一步确定向心加速度a的关系8100200解析由题意知，滑轮边缘上的点的线速度与