|学案下载
搜索
    上传资料 赚现金
    【新教材精创】6.3 向心加速度 导学案(1)-人教版高中物理必修第二册
    立即下载
    加入资料篮
    【新教材精创】6.3 向心加速度 导学案(1)-人教版高中物理必修第二册01
    【新教材精创】6.3 向心加速度 导学案(1)-人教版高中物理必修第二册02
    【新教材精创】6.3 向心加速度 导学案(1)-人教版高中物理必修第二册03
    还剩5页未读, 继续阅读
    下载需要5学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    高中物理3 向心加速度学案

    展开
    这是一份高中物理3 向心加速度学案,共8页。学案主要包含了匀速圆周运动加速度的方向,匀速圆周运动向心加速度大小等内容,欢迎下载使用。

    第3节 向心加速度





    1.理解向心加速度的概念。


    2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。


    3.能够运用向心加速度公式求解有关问题。





    重点:理解匀速圆周运动中加速度的产生原因,掌握向心加速度的确定方法和计算公式。


    难点:向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用





    一、匀速圆周运动加速度的方向


    1.地球绕太阳年复一年、周而复始地做(近似的)圆周运动,而不背离太阳飞走,这是因为地球受到


    对它的 作用,方向指向太阳的中心.


    2.光滑桌面上小球在细绳的牵引作用下,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动,细绳被拉紧.小球受到


    的指向圆心的 保证了小球做匀速圆周运动.


    对实例分析得出结论:做匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心,根据 ,所以物体的加速度也指向 。


    二、匀速圆周运动向心加速度大小


    (1)定义:做匀速圆周运动的物体的指向


    的加速度.


    (2)大小:


    (a)对应线速度:an=


    (b)对应角速度:an=


    (c)对应周期:an=


    (d)对应转速:an=


    (e)推导公式:an=


    (3)方向:沿半径方向指向 ,与线速度方向


    【例题】如图所示,在长为l的细绳下端拴一个质量为m的小球,捏住绳子的上端,使小球在水平面内做圆周运动,细绳就沿圆锥面旋转,这样就成了一个圆锥摆。当绳子跟竖直方向的夹角为θ时,小球运动的向心加速度an的大小为多少?


    通过计算说明:要增大夹角θ,应该增大小球运动的角速度ω。





    探究一:匀速圆周运动中对速度变化量的理解


    例 1.一质点做匀速圆周运动,其半径为 2 m,周期为 3.14 s,如图所示,求质点从 A 点转过 90°


    到达 B 点的速度变化量。有加速度吗?方向向哪?





    变式 1.(2019·四川泸州期中)下列关于向心加速度的说法正确的是( )


    A.向心加速度越大,物体速率变化得越快


    B.向心加速度的大小与轨道半径成反比


    C.向心加速度的方向始终与速度方向垂直


    D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量


    探究二、对向心加速度公式的理解


    例 2.如图所示,两个啮合的齿轮,其中 A 点为小齿轮边缘上的点,B 点为大齿轮边缘上的点,C 点


    为大齿轮中间的点.





    (1)哪两个点的向心加速度与半径成正比?


    (2)哪两个点的向心加速度与半径成反比?








    1.下列说法中正确的是( )


    A.匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加速度


    B.做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度


    C.做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速曲线运动


    D.匀速圆周运动的加速度大小虽然不变,但方向始终指向圆心,加速度的方向发生了变化,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动


    2.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向,下列说法中正确的是( )


    A.与线速度方向始终相同


    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


    3.关于向心加速度,以下说法中正确的是( )


    A.它描述了角速度变化的快慢


    B.它描述了线速度大小变化的快慢


    C.它描述了线速度方向变化的快慢


    D.公式 a=eq \f(v2,r)只适用于匀速圆周运动


    4.一物体以4m/s的速率沿圆弧运动,角速度为rad/s,则物体在运动过程中某时刻的速度变化率的大小为


    A.2m/s2 B. 4 m/s2 C. 0 D. 4 m/s2


    5.如图为A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度大小随半径r变化的图像,由图可知( )


    A.A物体运动的线速度大小不变


    B.A物体运动的角速度不变


    C.B物体运动的角速度不变


    D.B物体运动的线速度大小不变








    6.对于做匀速圆周运动的质点,下列说法正确的是( )


    A.根据公式a=v2/r,可知其向心加速度a与半径r成反比


    B.根据公式a=ω2r,可知其向心加速度a与半径r成正比


    C.根据公式ω=v/r,可知其角速度ω与半径r成反比


    D.根据公式ω=2πn,可知其角速度ω与转数n成正比


    7.如图所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在竖直平面内做变速圆周运动,关于小球运动到P点时的加速度方向,下列图中可能的是( )











    1.在地球表面处取这样几个点:北极点A、赤道上一点B、AB弧的中点C、过C点的纬线上取一点D,如图所示,则( )





    A.B、C、D三点的角速度相同


    B.C、D两点的线速度大小相等


    C.B、C两点的向心加速度大小相等


    D.C、D两点的向心加速度大小相等


    2.如图所示,O、O′为两个皮带轮,O轮的半径为r,O′轮的半径为R,且R>r,M点为O轮边缘上的一点,N点为O′轮上的任意一点,当皮带轮转动时,(设转动过程中不打滑)则( )





    A.M点的向心加速度一定大于N点的向心加速度


    B.M点的向心加速度一定等于N点的向心加速度


    C.M点的向心加速度可能小于N点的向心加速度


    D.M点的向心加速度可能等于N点的向心加速度


    3.如图所示的靠轮传动装置中右轮半径为2R,a为它边缘上的一点,b为轮上的一点,b距轴为r,左侧为一轮轴,大轮的半径为4R,d为它边缘上的一点,小轮的半径为R,c为它边缘上的一点。若靠轮不打滑传动,则( )

















    A.b点与d点的线速度大小相等


    B.a点与c点的线速度大小相等


    C.c点与b点的角速度大小相等


    D.a点与d点的向心加速度大小之比为1:8


    4.如图所示,半径为R的圆环竖直放置,一轻弹簧一端固定在环的最高点A,一端系一带有小孔穿在环上的小球,弹簧原长为。将小球从静止释放,释放时弹簧恰无形变,小球运动到环的最低点时速率为v,这时小球的向心加速度的大小为





    A. B. C. D.


    5.如图所示,定滑轮的半径r=2 cm.绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物,由静止开始释放,测得重物以加速度a= 2 m/s2 向下做匀加速运动.在重物由静止下落1 m 的瞬间,滑轮边缘上P点的角速度ω=________rad/s,向心加速度an=________m/s2.





    6.如图所示,物体以一定的初速度从O点沿x轴正方向水平抛出,它的轨迹恰好满足抛物线方程,已知重力加速度为g=10m/s2,空气阻力不计,一般的曲线运动可分解成很多小段,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代替,圆半径即为曲率半径。那么以下说法正确的是


    A.物体被抛出时的初速度为5m/s


    B.物体被抛出时的初速度为2m/s


    C.O点的曲率半径为2.5m


    D.O点的曲率半径为0.5m











    参考答案:


    小试牛刀:


    1.【答案】BD


    【解析】做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,但方向时刻改变,所以必有加速度,且加速度大小不变,方向时刻指向圆心,加速度不恒定,因此匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动,故A、C错误,B、D正确.


    2.【答案】C


    【解析】匀速圆周运动中速度大小不变,向心加速度的方向始终与线速度方向垂直即始终指向圆心,A、B错误,C正确;做匀速圆周运动物体的向心加速度的大小不变,而方向时刻变化,D错误.


    3.【答案】C


    【解析】由于向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量,故C正确,A、B错误;向心加速度公式a=eq \f(v2,r)不仅适用于匀速圆周运动,也适用于变速圆周运动,只不过在变速圆周运动中a与v是对应于同一时刻即同一位置的,故D错误.


    4.【答案】D


    【解析】由题意知物体做匀速圆周运动,则在运动过程中作一时刻的速度变化率即加速度的大小均是相同的,由、得,D正确。


    5.【答案】AC


    【解析】 由a=v2/r可知在线速度大小不变时向心加速度a与半径r成反比,故A正确B错误;由a=ω2r可知在角速度不变时其向心加速度a与半径r成正比,C正确D错误。


    6.【答案】D


    【解析】物体做匀速圆周运动的向心加速度与物体的线速度、角速度、半径有关,但向心加速度与半径的关系要在一定前提条件下才能成立.当线速度一定时,向心加速度与半径成反比;当角速度一定时,向心加速度与半径成正比.对线速度和角速度与半径的关系也可以同样进行讨论.正确选项为D.


    7.【答案】D


    【解析】由于圆周运动不是直线运动,故加速度的方向与速度方向不在同直线上,A错误。由于是变速圆周运动,不仅小球的速度方向发生变化,且在图示位置速度的大小也发生变化,故加速度的方向一定不沿半径指圆心,B错误。在曲线运动中,加速度的方向应指向运动轨迹的内侧,故C错误D正确。


    当堂检测:


    1.【答案】ABD


    【解析】地球上各点(地轴上各点除外)都绕地轴转动,相同时间转过的圆心角度相等,故所有各点的角速度都相同,A正确;地球是不同纬度面上的点转动的圆心位置不同,同一纬度内各点转动圆心相同、但转动半径不同。地球表面上各点所在纬度越高转动半径越小,则由v=ωr可知vC=vD,B正确;再由a=ω2r可知,aB>aC,aC=aD,C错误D正确.


    2.【答案】A


    【解析】在O′轮的边缘上取一点Q,则Q点和N点在同一个轮子上,其角速度相等,即ωQ=ωN,又rQ>rN,由向心加速度公式an=ω2r可知aQ>aN;由于皮带转动时不打滑,Q点和M点都在由皮带传动的两个轮子边缘,这两点的线速度大小相等,即vQ=vM,又rQ>rM,由向心加速度公式an=eq \f(v2,r)可知,aQaN,A正确.


    3.【答案】BD


    【解析】因靠轮与小轮之间摩擦传动,不打滑时轮缘上各点线速度大小相等,B正确。a与b、c与d分别同轴转动,角速度各自相等。设小轮的角速度为ω,则由v=rω可得va=vc=rω、vd=4rω,、,可见vd=8vb,A、C错误;由得,D正确。


    4.【答案】A


    【解析】由于圆环的限制,小球只能沿圆环做圆周运动,运动轨迹即为圆环,轨迹圆心就是环心,故其轨迹半径等于圆环半径R。小球运动到最低点时的瞬时速度大小为v,则对应于此时的向心加速度为,故A正确。


    5.【答案】 100;200


    【解析】由题意知,滑轮边缘上的点的线速度与物体的速度相等.由位移速度公式2as=v2得v=2 m/s,又因为v=ωr,所以ω=100 rad/s,an=vω=200 m/s2.


    6.【答案】AC


    【解析】 由平抛运动有、可得,可见,故,A正确B错误。在O点处速度水平,只受竖直向下的重力作用,故,即,C正确D错误。
    相关学案

    人教版 (2019)必修 第二册5 实验:验证机械能守恒定律学案: 这是一份人教版 (2019)必修 第二册5 实验:验证机械能守恒定律学案,共14页。学案主要包含了自主学习,合作学习等内容,欢迎下载使用。

    高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律2 重力势能学案: 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律2 重力势能学案,共14页。学案主要包含了重力做功,重力势能,重力势能的相对性和系统性,综合探究,弹性势能等内容,欢迎下载使用。

    高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律学案设计: 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律学案设计,共9页。学案主要包含了行星与太阳间的引力,月—地检验,万有引力定律,引力常量等内容,欢迎下载使用。

    • 精品推荐
    • 所属专辑
    • 课件
    • 教案
    • 试卷
    • 学案
    • 其他

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        还可免费领教师专享福利「樊登读书VIP」

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        即将下载

        【新教材精创】6.3 向心加速度 导学案(1)-人教版高中物理必修第二册
        该资料来自成套资源,打包下载更省心 该专辑正在参与特惠活动,低至4折起
        [共10份]
        浏览全套
          立即下载(共1份)
          返回
          顶部
          Baidu
          map