内容正文:
第六章 圆周运动
课时6.3 向心力加速度
1. 理解向心加速度的产生和向心加速度的方向。
2. 知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。
3. 了解向心加速度的表达式的推导过程。
4. 运用向心加速度公式求解有关问题。
1.向心加速度的定义及特点
(1)意义:描述线速度方向改变的快慢。
(2)定义:物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心,这个加速度称为向心加速度。
(3)方向:向心加速度的方向时刻在变化,总是沿半径指向圆心,即始终与线速度方向垂直。
(4)作用效果:只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。
2.向心加速度的表达式
基础过关练
题组一 对向心加速度的理解
1.(2022江苏南京一中期中)物体做匀速圆周运动的过程中,其向心加速度 ( )
A.大小、方向均保持不变
B.大小、方向均时刻改变
C.大小时刻改变、方向保持不变
D.大小保持不变、方向时刻改变
2.(2021山东菏泽期中)关于向心加速度,下列说法中不正确的是 ( )
A.向心加速度越大,速度方向改变得就越快
B.做曲线运动的物体,一定存在向心加速度
C.由an=可知,向心加速度一定与轨道半径成反比
D.物体做变速圆周运动时,向心加速度的大小可以用an=来计算
题组二 向心加速度的分析和计算
3.如图所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在竖直面内做圆周运动。关于小球运动到P点时的加速度方向,下列图中可能正确的是 ( )
4.(2022江苏南通期末)如图所示,为了体验劳动的艰辛,几位学生一起推磨将谷物碾碎。离磨中心距离相等的甲、乙两男生推磨过程中一定相同的是 ( )
A.线速度 B.角速度
C.向心加速度 D.向心力的大小
5.(2022北京四中顺义分校期中)如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样,它们的边缘有三个点A、B、C,支起自行车后轮,在转动踏板时,下列说法正确的是 ( )
A.A、B两点的角速度大小相等
B.B、C两点的线速度大小相等
C.A点的向心加速度大于B点的向心加速度
D.C点的向心加速度大于B点的向心加速度
6.(2022北京丰台期中)如图所示,某物体在Δt时间内沿半径为r的圆弧由A匀速运动到B。半径OA在这段时间内转过的角度为Δθ,物体通过的弧长为Δs。下列说法正确的是 ( )
A.物体运动的线速度v=
B.物体运动的角速度ω=
C.物体运动的向心加速度a=
D.物体运动的周期T=
能力提升练
题组一 向心加速度的分析与计算
1.(2022广东广州华南师大附中期中)如图所示,一圆环以直径AB为轴匀速转动,P、Q、R是环上的三点,则下列说法正确的是 ( )
A.向心加速度的大小aP=aQ=aR
B.任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向不相同
C.线速度的大小vP>vQ>vR
D.任意时刻P、Q、R三点线速度方向不同
2.(2022江苏扬州中学测试)如图所示,某同学正在荡秋千,A和B分别为运动过程中的最低点和最高点,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是 ( )
A.在B位置时,该同学速度为零,处于平衡状态
B.在A位置时,秋千板对该同学的支持力大于该同学对秋千板的压力
C.由B到A,该同学的向心加速度逐渐减小
D.由B到A,该同学的向心加速度逐渐增大
3.(2021江苏苏州常熟中学模拟)图甲所示的感应起电机主要由两个直径约为30 cm的感应玻璃盘组成。其中一个玻璃盘通过从动轮与主动轮连接,如图乙。现摇动摇把使主动轮以60 r/min的转速匀速旋转,已知主动轮的半径约为8 cm,从动轮的半径约为2 cm,P和Q是玻璃盘边缘上的两点,若转动时皮带不打滑,则 ( )
A.玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相同
B.从动轮的转速是260 r/min
C.P点的线速度大小约为3.8 m/s
D.Q点的向心加速度约为48 m/s2
题组二 向心加速度表达式的应用
4.(2022重庆南开中学质检)如图所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方钉一个钉子P,小球从左侧一定高度摆下。下列说法中正确的是 ( )
A.在摆动过程中,小球所受重力和绳子拉力的合力始终等于向心力
B.小球经过最低点时,加速度不变
C.小球经过最低点时,速度不变
D.钉子位置离O点越近,绳就越容易断
5.(2022陕西汉中期中)如图,内壁光滑的细圆管一端弯成半圆形APB,另一端BC伸直,水平放置在桌面上并固定。APB部分的半径R=1.0 m,BC长L=1.5 m,桌面高度h=0.8 m,质量为1.0 kg的小球(可视为质点)以一定的水平初速度从A点沿过A点的切线射入管内,从C点离开管道后水平飞出,落地点D到点C的水平