2019-2020学年高中物理必修2（通用版）（导学案+课后提升训练）第五章第7课时　向心加速度 (2份打包)

第7课时　向心加速度 学习指导,核心素养物理观念,科学思维1. 通过具体实例，理解向心加速度的概念，知道向心加速度和线速度、角速度的关系式．,√,√ 2. 通过阅读课本，查阅资料，能够运用向心加速度公式求解有关问题．,,√ 1. 如果物体不受力或所受合力为零，它将处于________状态或________运动状态；如果物体所受合力不为零，它的运动状态必将发生变化，存在加速度，加速度方向总与所受合力方向________(填“相同”或“相反”)． 2. 沿圆周运动的物体，不论速度大小是否发生变化，速度的方向________，它所受合力不可能为零．任何做匀速圆周运动的物体所受的合力方向指向________，它们的加速度必然都指向________，这个加速度叫做________． 3. 向心加速度公式an＝________或an＝________．注意：r一定时，an与ω2成正比，也与v2成正比；ω一定时，an与r成正比；v一定时，an与r成反比． 4. 匀速圆周运动中，向心加速度就是物体的加速度．对给定的匀速圆周运动，因速度大小不变，由向心加速度公式an＝知，向心加速度大小也不变．但向心加速度方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速曲线运动． 一、 匀速圆周运动加速度的理解 1. 向心加速度方向总是沿着圆周运动的半径指向圆心，不论加速度的大小是否变化，加速度的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速运动． 2. 物体做圆周运动时，其向心加速度的方向总是沿着圆周运动的半径指向圆心，与速度方向垂直，而其加速度的方向不一定指向圆心，如一般的非匀速圆周运动的加速度不指向圆心． 例1　(2019·湖南浏阳一中检测)修正带是中学生必备的学习用具，其结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，设大小齿轮相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，当纸带匀速走动时(　　) A. 大小齿轮的转向相同 B. a、b点的线速度相同 C. b、c点的角速度相同 D. b点的向心加速度最大 【思路分析】　同缘传动时，边缘点的线速度相等，同轴传动时，角速度相等，然后结合v＝ωr、a＝ω2r和a＝进行分析即可． 【解析】　由图结构可知，大小齿轮的转向相反，故选项A错误；大小齿轮靠齿轮咬合传动，故a、b点的线速度大小相等，但是方向不同，故选项B错误；由于a、c点在同一固定转轴，则ωa＝ωc，而且va＝vb，ra＞rb，根据v＝ωr可知ωa＜ωb，可以得到ωc＜ωb，故选项C错误；由于ωa＝ωc、ra＞rc，根据a＝ω2r可知：aa＞ac，由于va＝vb，ra＞rb，根据a＝可知：aa＜ab，可知b点的向心加速度最大，故选项D正确． 【答案】　D 【点评】　本题关键明确同缘传动、同轴传动的特点，关键在于公式的灵活应用． 二、 圆周运动中的运动学分析 1. 对公式v＝ωr的理解 当r一定时，v与ω成正比； 当ω一定时，v与r成正比； 当v一定时，ω与r成反比． 2. 对a＝＝ω2r＝ωv的理解 在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比． 例2　(2019·河北廊坊期中)如图所示，是中国古代玩具饮水鸟，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水．A、B是鸟上两点，则在摆动过程中(　　) A. A、B两点的线速度大小相同 B. A、B两点的向心加速度大小相同 C. A、B两点的角速度大小相同 D. A、B两点的向心加速度方向相同 【思路分析】　A、B在同一轴上转动角速度相等，根据v＝rω比较线速度大小关系；根据a＝rω2比较向心加速度大小关系． 【解析】　A、B在同一轴上转动角速度相等，故C正确；由图可知A的转动半径大于B的转动半径，根据v＝rω可知A点的线速度大于B点的线速度，故A错误；由图可知A的转动半径大于B的转动半径，根据a＝rω2可知A点的向心加速度大于B点的加速度，且方向不同，故BD错误．所以C正确，ABD错误． 【答案】　C 【点评】　解决本题的关键知道线速度、角速度、加速度的关系，以及知道共轴转动角速度相等． 1. 关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是(　　) A. 平抛运动是匀变速曲线运动 B. 匀速圆周运动是速度不变的运动 C. 圆周运动是匀变速曲线运动 D. 做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的 2. 关于向心加速度，下列说法正确的是(　　) A. 向心加速度是描述线速度变化的物理量 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. 向心加速度大小恒定，方向时刻改变 D. 向心加速度的大小也可用a＝来计算 3. (多选)如图所示为A、B两物体做匀速圆周运动