《2022年高中物理_向心加速度导学案新人教版必修 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中物理_向心加速度导学案新人教版必修 .pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 C B A 5.5 向心加速度学习目标知识与技能 1能说出速度变化量和向心加速度的概念 2能记住向心加速度和线速度、角速度的关系式 3会运用向心加速度公式求解有关问题过程与方法体会速度变化量的处理特点，体验向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法，教师启发、引导学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果情感、与价值观培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦学习重点 , 能说出匀速圆周运动中加速度的产生原因，学会向心加速度的确定方法和计算公式教学习点 , 学会向心加速度方向的确定过程和向心加速度
2、公式的推导与应用预习案：自主学习1. 在匀速圆周运动中，由于线速度 _，所以是变速运动， 角速度；_( “存在”或“不存在”)加速度。2. 速度的变化量v 有大小，也有方向，也是_。3. 实例和理论推导都说明了向心加速度的方向是_. 任何做_圆周运动的物体的加速度都指向圆心。4、请同学们看两例：(1) 图 1 中的地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向? (2) 图 2 中的小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向? 5、做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心在理论上，分析速度方向的变化，可以得出结论：“任何做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向圆心
3、”探究案：探究一匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗？探究二、速度变化量请在图中标出速度变化量v 探究三、向心加速度方向理论分析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 （请同学们阅读教材p21 页“做一做”栏目，并思考以下问题：）(1) 在 A、B两点画速度矢量vA和 vB时，要注意什么? 由于是匀速圆周运动，vA和 vB的长度是一样的(2) 将 vA的起点移到B点时要注意什么? 为便于对vA和 vB做比较，将vA的起点移
4、到B点，同时保持vA的长度和方向不变。(3) 如何画出质点由A点运动到 B点时速度的变化量v？以 vA的箭头端为起点、vB的箭头端为终点做矢量，v 就是质点由A点运动到B点的速度变化量(4) v t 表示的意义是什么? vt是质点从 A点运动到 B点的平均加速度。由于vt与 v 的方向相同，它代表了加速度的方向(5) v 与圆的半径平行吗?在什么条件下，v 与圆的半径平行? v 的延长线并不通过圆心，为什么说这个加速度是“指向圆心”的? v 并不与圆的半径平行，但当t 很小很小时， A和 B两点非常接近，vA和 vB也非常接近。由于 vA和 vB的长度相等， 它们与 v 组成等腰三角形， 当
5、t 很小很小时， v 也就与 vA（或vB）垂直，即与半径平行，或说v 指向圆心了。探究四、向心加速度大小的表达式an= v2/r , an= 2r 能力训练案：1、思考并完成课本“思考与讨论”栏目中提出的问题：从公式 an= v2/r 看，向心加速度an与圆周运动的半径r 成反比；从公式an=2r 看，向心加速度 an与半径 r 成正比。这两个结论是否矛盾？请从以下两个角度讨论这个问题。(1) 在 y=kx 这个关系中，说y 与 x 成正比，前提是什么？当 k 是常数时， y 与 x 成正比 2 、自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，其中哪些点向心
6、加速度的关系是用于“向心加速度与半径成正比”，哪些点是用于“向心加速度与半径成反比”？作出解释v不变时，na与r成反比不变时，na与r成正比例 1 一质点沿着半径r = 1 m的圆周以 n = 1 r/s的转速匀速转动，如图，试求：(1) 从 A点开始计时，经过1/4 s的时间质点速度的变化；(2) 质点的向心加速度的大小。解析 (1) 求出 1/4 s的时间连接质点的半径转过的角度是多少；C B A名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - -
7、- - - - - 3 (2) 求出质点在A点和 1/4 s末线速度的大小和方向。(3) 由矢量减法作出矢量三角形。(4) 明确边角关系，解三角形求得v 的大小和方向。(5) 根据 an=v2/r 或 an=2r 求出向心加速度的大小。答案 (1) v=2m/s 方向与 OA连线成 45角指向圆心O (2)a=4 2m/s2例 2 关于向心加速度，下列说法正确的是（）A它是描述角速度变化快慢的物理量B它是描述线速度大小变化快慢的物理量C它是描述线速度方向变化快慢的物理量D它是描述角速度方向变化快慢的物理量解析 (1) 从匀速圆周运动的特点入手思考，匀速圆周运动其角速度不变，线速度的大小不变，线
8、速度方向总是与半径垂直在不断变化，半径转过多少度，线速度的方向就改变多少度。故答案为 C 拓展：从公式an=v2/r 看，向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式an=r2看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？分析我们注意到，在公式y=kx 中，说 y 与 x 成正比的前提条件是k 为定值。 同理，在公式an=v2/r 中，当 v 为定值时， an与 r 成反比；在公式an=r 2中，当 为定值时， an与 r 成正比。因此，这两个结论是在不同的前提下成立的，并不矛盾。拓展：如图 1 所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A、B、C 。其中哪两点
9、向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径成反比”？作出解释。分析大、小齿轮用链条相连， 因此两轮边缘上的点线速度必相等，即有 vA=vB=v。 又 aA=v2/rA，aB=v2/rB，所以 A 、B两点的向心加速度与半径成反比。小齿轮与后轮共轴，因此两者有共同的角速度，即有B=C=，又 aB=rB2，aC=rC2，所以 B、C两点的向心加速度与半径成正比。例 3 如图所示为质点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线速度大小不变B质点 P的角速度大小不变C质
10、点 Q的角速度随半径变化D质点 Q的线速度大小不变解析根据图象提供的曲线的性质建立起质点做匀速圆周运动的向心加速度a 随半径 r 变化的函数关系，再根据这个函数关系，结合向心加速度的计算公式作出判断。答案：A 拓展 : 在利用图象解决物理问题时，要注意充分挖掘图象中所携带的信息，如：一个量随另一个量如何变化；变化的确切数量关系；斜率多大，其物理意义是什么?截距、面积各有什么意义等。 同时还要注意把物理图象和具体的物理情景结合起来，考虑应该选取哪一个规律或公式解决问题。【能力训练】1由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（ B ）A地球表面各处具有相同大小的线速度 B地球表面各处具
11、有相同大小的角速度C地球表面各处具有相同大小的向心加速度 D地球表面各处的向心加速度方向都指向名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 地球球心2下列关于向心加速度的说法中，正确的是（ A ）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3由于地球自转，比较位于赤道上的物体1 与位于北纬60的物体2，则（ BC ）A
12、它们的角速度之比12=21 B它们的线速度之比v1v2=21C它们的向心加速度之比a1a2=21 D 它们的向心加速度之比a1a2=414关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是（ D ）A由 a=v2/r ，知 a 与 r 成反比 B由 a=2r ，知 a 与 r 成正比C由 =v/r ，知 与 r 成反比 D由 =2n，知 与转速 n 成正比5A、B 两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A 球的轨道半径是B 球轨道半径的2 倍， A的转速为30r/min ，B的转速为 15r/min 。则两球的向心加速度之比为（ D ）A1：1 B2：1 C4：1 D8：1 6如图所示皮带传动轮，大轮直径是
13、小轮直径的3 倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点， C是大轮上一点，C到圆心 O1的距离等于小轮半径，转动时皮带不打滑。则A、B、C三点的角速度之比ABC= ，向心加速度大小之比aAaBaC= 。7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做匀加速运动。在重物由静止下落1 m的瞬间，滑轮边缘上的P点的角速度=_ rad/s，向心加速度a=_ m/s2。过关检测案：巩固提高1下列说法正确的是（）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变速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.做匀速圆周运动的物体所
14、受合外力为零2、于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是（）A它描述的是线速度方向变化的快慢B.它描述的是周期变化快慢C它是线速度大小变化的快慢 D.它描述的是角速度变化的快慢3. 关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小，下列说法正确的是（）A.在赤道上，向心加速度最大 B.在两极，向心加速度最大C.在地球上各处，向心加速度一样大D.随纬度的升高，向心加速度的值逐渐减少4. 甲、乙两质点绕同一圆心做匀速圆周运动，甲的转动半径是乙的3/4 ，当甲转60 周时，乙转45 周，甲、乙两质点的向心加速度之比为_。5在图所示传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的3 倍， A和 B两点分别是A B
15、C 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 在两轮的边缘上，C 点离大轮轴距离等于小球半径，若不打滑，则它们的线速度之比vA:vB:vC=_, 角速度之比A： B：C=_，向心加速度之比aA： aB：aC=_。6下列关于向心加速度的说法中，正确的是 ( ) 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7甲、
16、乙两个物体都做匀速圆周运动转动半径比为3:4 ，在相同的时间里甲转过60 圈时，乙转过 45 圈，则它们所受的向心加速度之比为( ) A 3:4 B4:3 C4:9 D9:16 8. 关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、 周期与向心加速度的关系，下列说法中正确的是（）A角速度大的向心加速度一定大 B线速度大的向心加速度一定大C线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大 D周期小的向心加速度一定大9、某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮的角速度为 ，则丙轮边缘上某点的向心加速度为（）A3221rrB21223rr C 22233rrD3221rrr,
17、10、如图所示，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半径，已知r2=2r1,r3=1.5r1。A、B 和 C分别是3 个轮边缘上的点，质点、的向心加速度之比是（）A.1：2：3 .2 ：4：3 .8 ：4：3 .3 ：6：2 预习案自主学习1. 大小不变，方向时刻改变；不变。存在2. 矢量 3.指向圆心；匀速 4. (1) 受到指向太阳的引力作用(2) 小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，方向指向圆心。5. 圆心 6. an= v2/r , an= 2r 探究案：探究一 . 不是探究四 .22r
18、rva能力训练案1.B 2.A 3.BC 4.D 5.D 6. 331，311 7. 100， 200 B C A r1 r2 r3 O1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 过关检测案 1.C 2.A 3.AD 4. 43 5. 331 131 931 6.A 7.B 8.D 9.A 10. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -