江苏省涟水县第一中学高中物理5.5向心加速度学案(无答案)新人教版必修2
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第五章曲线运动第五节向心加速度【三维目标】知识与技能1.理解速度变化量和向心加速度的概念。
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。
过程与方法1.体验向心加速度的导出过程。
2.领会推导过程中用到的数学方法。
情感、态度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。
【教学重点】1.理解匀速圆周运动中加速度的产生原因。
2.掌握向心加速度的确定方法和计算公式。
【教学难点】向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的应用【教学课时】1课时【教具准备】多媒体课件、实物投影仪等。
教学过程【引入新课】情景导入通过前面的学习我们知道在现实生活中,物体都要在一定的外力作用下才能做曲线运动,如下列两图:对于图中的地球和小球,它们受到了什么样的外力作用?它们的加速度大小和方向如何确定? 【进行新课】 一、速度变化量引入:从加速度的定义式a=tv∆∆可以看出。
a 的方向与v ∆相同,那么v ∆的方向又是怎么样的呢?1.指导学生学生阅读教材中的“速度变化量”部分,引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量v ∆的图示。
问题:1.速度的变化量v ∆是矢量还是标量?2.如果初速度v 1和末速度v 2不在同一条直线上,如何表示速度的变化量v ∆?结论:(1)直线运动中的速度变化量如果速度是增加的,它的变化量与速度方向相同(甲);如果速度是减少的,其速度变化量就与初速度的方向相反(乙)。
(2)曲线运动中的速度变化量物体沿曲线运动时,初速度v 1和v 2不在同一直线上,初速度的变化量v ∆同样可以用上述方法求得。
例如,物体沿曲线由A 向B 运动,在A 、B 两点的速度分别为v 1和v 2。
在此过程中速度的变化量如图所示:可以这样理解:物体由A 运动到B 时,速度获得一个增量v ∆,因此,v 1与v ∆的矢量和即为v 2。
我们知道,求力F 1 、F 2的合力F 时,可以以F 1 、F 2为邻边作平行四边形,则F 1 、F 2所夹的对角线就表示合力F 。
5.5 向心加速度1.向心加速度的表示式及向心加速度的方向。
2.在不同情景中选择合适的向心加速度的表达式解决具体问题。
【知识链接】1.匀速圆周运动中的线速度、角速度、周期、转速、半径的关系 、 、 、 。
2.速度的变化量是指物体速度的增量,它等于物体的__________减去物体的___________。
在下列方框中画出物体加速直线运动和减速直线运动时速度变化量Δv 的图示,思考并回答问题:速度的变化量Δv 是矢量还是标量?如果初速度v 1和末速度v 2不在同一直线上,如何表示速度的变化量Δv ?【自主学习内容】※1.根据教材18页“做一做”栏目,你是否能用数学知识推导出向心加速度表达式:2.做匀速圆周运动的物体,其加速度的方向总是__________,叫做__________.3.向心加速度的大小:a n =__________=__________4.匀速圆周运动的物体的向心加速度大小__________,方向总是指向__________,是时刻改变的,所以匀速圆周运动是一种__________加速曲线运动.【重点点拨】1.向心加速度表达式的其它几种形式:(1)用周期表示:加速 减速不在同一直线上时 图1(2)用转速(或频率)表示:(3)用线速度和角速度表示:2.在匀速圆周运动中向心加速度的作用:※思考与讨论:在一般的圆周运动中的加速度可分解为沿半径方向(称为法向加速度)和垂直半径方向(称为切向加速度)试分析这两个加速度的作用是什么?3.典型例题分析:〖例1〗:关于质点做匀速圆周运动的说法正确的是( D )A .由a =v 2/r 知a 与r 成反比B .由a =ω2r 知a 与r 成正比C .由ω=v /r 知ω与r 成反比D .由ω=2πn 知ω与转速n 成正比〖拓展练习1-1〗:如图2所示为自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们边缘有三个点A 、B 、C ,试分析哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”,哪两个点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成反比”,做出解释?BC,AB〖拓展练习1-2〗:甲、乙两物体都在做匀速圆周运动,下列几种情况下哪个物体的向心加速度比较大?A .它们的线速度相等,乙的半径小( 乙 )B .它们的周期相等,甲的半径大( 甲 )C .它们的角速度相等,乙的线速度小( 甲 )D .它们的线速度相等,在相同时间内甲与圆心的连线搜索的角度比乙的大( 甲 )〖例2〗:如图3所示的皮带传动装置中,轮A 和B 同轴,A 、B 、C 分别是三个轮边缘上的质点,且r A =r C =2r B ,则三个质点的向心加速度之比a A :a B :a C 等于( )A .4∶2∶1B .2∶1∶2C .1∶2∶4D .4∶1∶4〖拓展练习2-1〗:如图4所示,两轮用皮带传动,皮带不打滑,图中有A 、B 、C 三点,这三点所在处半径r A >r B =r C ,则这三点的向心加速度a A 、a B 、a C 之间的关系是( )A .a A =aB =aC B .a C >a A >a BC .a C <a A <a BD .a C =a B >a A 【课堂小结】 本节所学的知识有:。
姓名班级组别组内评价教师评价编写人:岳志兵审核:高一物理组编号:日期:§5.5 _向心加速度【学习目标】1.理解匀速圆周运动的加速度指向圆心,所以又叫做向心加速度。
2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系式【学习重、难点】重点:向心加速度和线速度、角速度的关系式。
难点::能够运用向心加速度公式求解有关问题。
【自主学习】一、匀速圆周运动的特点:1、线速度:;2、角速度 :3、3、线速度与角速度的关系是。
二、向心加速度1、定义;2、公式3、单位4、方向。
5、物理意义三、匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗?【合作探究】探究一::探究向心加速度大小的表达式。
探究二:从公式rv a n 2=看,向心加速度与半径成反比; 从公式 2rw a n =看,向心加速度与半径成正比;这两个结论是否矛盾?【当堂检测】1.匀速圆周运动属于( )A.匀速运动B.匀加速运动C.加速度不变的运动D.变加速度的曲线运动2.下列关于匀速圆周运动中向心加速度的说法正确的是( )A.向心加速度越大,物体速率变化越快B.向心加速度越大,物体速度变化越大C.向心加速度越大,物体速度方向变化越快D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量3.关于质点做匀速圆周运动的下列说法中正确的是( )A.由rv a 2=知,a 与r 成反比 B.由2ωr a =知,a 与r 成反比C.由rv =ω知,ω与r 成反比 D.由n πω2=知,ω与n 成正比4、某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图3所示,其半径分别为r1、r2、r3,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心加速度为( )A .3221r r ω B .21223r r ω C .22233r r ω D .3221r r r ω 图3【课后反思】 。
向心加速度预习导学案班级姓名学号【学习目标】1.理解向心加速度的概念、公式及物理意义。
2.培养学生应用向心加速度分析问题、解决问题的能力。
【教学重点】.理解向心加速度的概念、公式及物理意义【教学难点】培养学生应用向心加速度分析问题、解决问题的能力【自主学习】(一)思考与讨论1.实例分析光滑桌面上一个小球由于细线的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。
小球受到的力有、桌面的、细线的(在右面的方框中画出受力分析图)。
其中和在竖直方向上平衡,总是指向圆心。
2.一切做匀速圆周运动的物体的合外力和加速度均指向。
(二)向心加速度1、定义:任何做匀速圆周运动的物体,加速度都指向,这个加速度称为向心加速度。
2、方向:3、大小表达式:a= = = 。
例1.一质点作圆周运动,速度处处不为零,则()A、在任何时刻质点都具有加速度B、质点的加速度恒定C、质点的速度大小一定不断改变D、质点的速度方向一定不断改变。
例2.关于地球上的物体随地球自转的向心加速度大小,下列说法正确地是()A、在赤道上向心加速度最大。
B、在两极向心加速度最大。
C、地球上各处,向心加速度一样大。
D、随着纬度的升高,向心加速度的值逐渐减小例3.甲、乙物体都在做匀速圆周运动,以下各种情况下哪个物体的向心加速度比较大A、它们的线速度相等,乙的半径小。
大B、它们的周期相等,甲的半径大。
大C、它们的角速度相等,乙的线速度小。
大D、它们的线速度相等,在相同时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙大。
大例4.一部机器由电动机带动,机器上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍,皮带与两轮之间不发生滑动。
已知机器皮带轮边缘的向心加速度为0.10m/s2.(1) 电动机皮带边缘上某点的向心加速度是多少?(2)机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半,A点的向心加速度为多少?机器。
5.5向心加快度教案(人教版必修2)1.圆周运动的速度方向不停改变,必定是________运动,必然有________.任何做匀速圆周运动的物体的加快度的方向都指向________,这个加快度叫向心加快度.a n=2.向心加快度是描绘物体____________改变 ________的物理量,其计算公式为________=________.3.对于匀速圆周运动及向心加快度,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.向心加快度描绘线速度大小变化的快慢D.匀速圆周运动是加快度方向不停改变的变速运动4.对于做匀速圆周运动物体的向心加快度的方向,以下说法中正确的选项是()A.与线速度方向一直同样B.与线速度方向一直相反C.一直指向圆心D.一直保持不变5.对于做匀速圆周运动的物体的向心加快度,以下说法正确的选项是()A.向心加快度的大小和方向都不变B.向心加快度的大小和方向都不停变化C.向心加快度的大小不变,方向不停变化D.向心加快度的大小不停变化,方向不变6.对于质点做匀速圆周运动的以下说法中正确的选项是()2v可知, a 与 r 成反比A .由 a=rB.由 a=ω2r 可知, a 与 r 成正比C.当 v 一准时, a 与 r 成反比D.由ω=2πn 可知,角速度ω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 的水平面上做匀速圆周运动时,则()A .乘客做圆周运动的加快度为 5 m/s2B.乘客做圆周运动的加快度为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【观点规律练】知识点一对向心加快度的理解1.对于向心加快度的物理意义,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行程变化的快慢D.它描绘的是角速度变化的快慢2.以下对于向心加快度的说法中,正确的选项是()A.向心加快度的方向一直与速度的方向垂直B.向心加快度的方向一直保持不变C.在匀速圆周运动中,向心加快度是恒定的D .在匀速圆周运动中,向心加快度的大小不停变化 知识点二 对向心加快度公式的理解3.对于匀速圆周运动的向心加快度,以下说法中正确的选项是 ()2A .因为 a = vr ,所以线速度大的物体向心加快度大 2B .因为 a = vr ,所以旋转半径大的物体向心加快度小2C .因为 a = r ω,所以角速度大的物体向心加快度大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快度随半径变化的图线,表示质点的图线是双曲线,表示质点 Q 的图线是过原点的一条直线,由图线可知 ( )PA .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 对速度变化量的理解10 m/s 的速率沿周长为40 m 的圆做匀速圆周运动,求:2 s 内的位移和速度变化大小. 4 s 内的位移和速度变化大小.(3)物体的向心加快度大小.【方法技巧练】一、传动装置中的向心加快度6.知识点三 5.某物体以(1)物体运动(2)物体运动图 2如图 2 所示, O、O1为两个皮带轮,O 轮的半径为r , O1轮的半径为为 O 轮边沿上的一点,N 点为 O1轮上的随意一点.当皮带轮转动时滑),则 ()A . M 点的向心加快度必定大于N 点的向心加快度B. M 点的向心加快度必定等于N 点的向心加快度C. M 点的向心加快度可能小于N 点的向心加快度D. M 点的向心加快度可能等于N 点的向心加快度R,且 R>r , M 点(设转动过程中不打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r 1,O2为从动轮的轴心,轮半径为 r 2, r 3为固定在从动轮上的小轮的半径.已知r 2=2r1,r 3=1.5r 1.A、 B、 C 分别是 3 个轮边沿上的点,则质点A、 B、 C 的向心加快度之比是(假定皮带不打滑 )()A.1∶2∶3B.2∶4∶3C.8∶4∶3D.3∶6∶2二、向心加快度与其余运动规律的结论8.如图 4 所示,图 4定滑轮的半径r = 2 cm,绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物,由静止开始开释,测得重物以加快度a= 2 m/s2匀加快运动,在重物由静止着落2速度ω= ______ rad/s,向心加快度a n= ______ m/s .1 m的瞬时,滑轮边沿上的点的角9.图5一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是 4 rad/s,盘面上距盘中心 0.01 m 的地点有一个质量为0.1 kg 的小物体能够随盘一同转动,如图 5 所示.求物体转动的向心加快度的大小和方向.参照答案课前预习练1.变速加快度圆心v 22.速度方向 快慢ω2rr3.D [匀速圆周运动的速度方向时辰改变,是一种变速曲线运动, A 、B 错;匀速圆周运 动的加快度大小不变,方向时辰在改变,且加快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快慢,故C 错,D 对.]4.C5.C6.CD2v7.A [乘客随列车以 360 km/ h 的速率沿半径为 2 000 m 的圆周运动,向心加快度 a = r= 1002 2 2C 、2 000 m/s = 5 m/ s , A 对, B 错;乘客随列车运动时的速度大小不变,方向时辰变化,D 错. ]讲堂研究练1.B [向心加快度描绘了线速度方向变化的快慢,应选 B.] 评论 因为向心加快度一直与速度垂直,故向心加快度只改变速度的方向,不改变速度的大小,故向心加快度的大小表示线速度方向改变的快慢.2.A [向心加快度方向一直指向圆心,与速度方向垂直,方向时辰在变化,应选项 A 正 确, B 错误;在匀速圆周运动中向心加快度的大小不变,方向时辰变化,应选项 C 、D 错误. ]3.D [研究三个物理量之间的关系时,要注意在一个量一准时,研究另两个量的关系,2 比方 a =v只有在 r 必定的前提下,才能说速度 v 越大,加快度 a 越大. ]r 4.A [由图象知,质点 P 的向心加快度随半径 r 的变化曲线是双曲线,所以能够判断质点 P 的向心加快度a p 与半径 r 的积是一个常数k ,即 a p r = k , a p =k,与向心加快度的计算公2rv2式 a p = r 比较可得v = k ,即质点 P 的线速度 v = k ,大小不变, A 选项正确;同理,知道质点 Q 的向心加快度 a Q = k ′ r 与 a = ω2 r 比较可知 ω2= k ′, ω= k ′ (常数 ),质点 Q 的角速度 保持不变.所以选项 B 、 C 、 D 皆不正确. ]2v评论 正确理解图象所表达的物理意义是解题的重点,搞清向心加快度公式a n = r 和 a n= ω2r 的合用条件.25.(1)12.7 m20 m/s (2)0 0 (3)15.7 m/ s分析 (1)经 2 s 的时间,物体经过的行程s = 10× 2 m =20 m ,即物体经过了半个圆周,40此时物体的地点与原出发地点对于圆心对称,故其位移大小 x =2r = π m = 12.7 m ,物体的速度变化大小 v = 2v = 20 m/s.(2)经 4 s 的时间,物体又回到出发地点,位移为零,速度变化为零.(3)物体的向心加快度大小22a =v=10m/s 2=15.7 m/ s 2r402π评论 ①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同样;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:②假如物体做曲线运动,我们把初速度v 1 移到末速度 v 2 上,使 v 1、 v 2 的箭尾重合,则从 v 1 的箭头指向v 2 箭头的有向线段就表示v ,如下图.6.A [因为两轮的转动是经过皮带传动的,并且皮带在传动过程中不打滑,故两轮边沿2各点的线速度大小必定相等.在大轮边沿上任取一点Q ,因为 R>r ,所以由 a n = v可知,a Q <a M ,r再比较 Q 、N 两点的向心加快度的大小, 因为 Q 、N 是在同一轮上的两点, 所以角速度 ω相等.又 因为 R Q ≥ R N ,则由 a n = ω2r 可知, a Q ≥a N ,综上可见, a M >a N ,所以 A 选项正确. ]方法总结 波及传动装置问题时,先找出哪些点线速度相等,哪些点角速度相等,而后v 2 相应地应用 a n = 2r 、 a n = ω r 进行剖析.27.C[因皮带不打滑, A 点与 B 点的线速度大小同样,依据向心加快度公式:a n = v,r可得 a A ∶a B =r 2∶r 1= 2∶ 1.B 点、C 点是固定在一同的轮上的两点,所以它们的角速度同样,依据向心加快度公式:2a n = r ω,可得a B ∶ a C =r 2∶ r 3= 2∶1.5.所以 a A ∶a B ∶a C = 8∶ 4∶ 3,应选 C.]2 v2方法总结 (1)向心加快度的公式 a n = r ω= r 中,都波及三个物理量的变化关系,所以必须在某一物理量不变时,才能够判断此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,要先确立轮上各点 v 、ω 的关系,再进一步确立向心加快度 a 的关系.8.100 2002ax = v 2,得分析 由题意知,滑轮边沿上的点的线速度与物体的速度相等,由推论公式n= v ω= 200 m/s 2v = 2 m/s.又因 v = r ω,所以 ω= 100 rad/ s , a方法总结 抓住同轮边沿各点同一时辰线速度的大小相等,且与物体降落的速度大小相等,再由匀变速运动的规律剖析有关问题.9.0.16 m/s 2,方向指向圆心分析2 2 2 2由 a n = r ω 得 a n = 0.01× 4 m/s = 0.16 m/ s .。
高中物理第五章曲线运动 5.5 向心加速度学案新人教版必修25、5向心加速度班级: 姓名: 小组: 评价:【学习目标】1、知道匀速圆周运动是变速运动,具有向心加速度2、知道向心加速度表达式,能根据具体问题选择合适的向心加速度表达式。
【重点难点】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应用【导学流程】【自主学习】1、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、向心加速度是描述物体____________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,下列说法中正确的是()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速曲线运动C、向心加速度描述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,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【课堂探究】一对向心加速度的理解1、关于向心加速度的物理意义,下列说法正确的是()A、它描述的是线速度大小变化的快慢B、它描述的是线速度方向变化的快慢C、它描述的是物体运动的路程变化的快慢D、它描述的是角速度变化的快慢2、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,下列说法中正确的是()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a=rω2,所以角速度大的物体向心加速度大D、以上结论都不正确4、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的线速度大小不变三、传动装置中的向心加速度5、如图所示,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,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),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【课堂练习】1、(多选)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、物体做半径为R的匀速圆周运动,它的向心加速度、角速度、线速度和周期分别为a、ω、v和T、下列关系式不正确的是( )A、ω=B、v=C、a=ωvD、T=2π3、(多选)关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小,下列说法中正确的是()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、随着纬度的升高,向心加速度的值逐渐减小问题记录。
向心加速度学情分析1.高一学生认识事物的特点是:开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的图片画面来支持。
2.学生在初中时没有接触过向心加速度的概念。
3.学生已学习过矢量知识,但将其应用到物理中来,理解上会感到一定的困难,在教学中应注重讲解思想方法,对定量计算不做要求。
教学目标 ㈠知识与技能1.理解向心加速度的概念、公式及物理意义。
2.培养学生应用向心加速度分析问题、解决问题的能力。
㈡过程与方法1. 通过具体实例,引发学生思考、分析、归纳,从而培养学生的分析、归纳能力。
2. 掌握确定向心加速度的方向和大小的方法——微元法。
3. 让学生充分体会认识世界的方法:大胆假设、小心求证。
㈢情感态度与价值观通过向心加速度的方向及公式来指导学习,培养学生认识未知世界要有敢于猜想的勇气和严谨的科学态度。
教学重点难点确定向心加速度的方向和大小。
教学策略与手段推理法、分析归纳法、探究方法。
教学过程a一、激起探究愿望播放视频:卫星绕地球转动。
1.提醒学生注意卫星轨迹。
2.提示学生卫星的运动可类比于什么运动?建立模型:轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
3.引导学生用所学过的描述匀速度圆周运动的物理量去说明小球的运动。
(线速度、角速度、转速、周期)这些量都不变吗?(线速度方向变化) 4.匀速圆周运动是变速运动还是匀速运动?为更全面描述匀速圆周运动还需要描述速度的变化………引出加速度。
二、启发探究思考与实践1.怎么研究加速度呢?进一步提示加速度是联系运动和力的桥梁。
途径:两个角度(力、运动), m F a =tva ∆∆= 提醒加速度是矢量还是标量?步骤:方向和大小2.从力的角度来探究匀速圆周运动的加速度。
(1)匀速圆周运动的加速度方向。
①.回忆:物体加速度方向与受到合外力方向一致。
那怎么探究加速度方向? ②.分析做匀速圆周运动小球受力。
卫星受力?学生讨论回答。
向心加速度【教学目标】1.理解速度变化量和向心加速度的概念2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系3.能够运用向心加速度公式求解有关问题【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。
【教学重点】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。
【教学难点】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。
【教学方法】探究、讲授、讨论、练习【教学设计】通过前面的学习,我们已经知道,做曲线运动的物体速度一定是变化的。
即使是我们上一堂课研究的匀速圆周运动,其方向仍在不断变化着。
换句话说,做曲线运动的物体,一定有加速度。
圆周运动是曲线运动,那么做圆周运动的物体,加速度的大小和方向如何确定呢?【教学过程】一、引入新课复习提问1:上节课我们学习了匀速圆周运动以及向心力。
当物体做匀速圆周运动时需要向心力,这个力的方向如何?大小如何计算?提问2:物体做匀速圆周运动时,速度是否发生变化?引导学生回答:速度大小不变,方向变。
思考:速度方向变化,是否存在加速度?(学生可能答存在,也可能迟疑。
)引导学生分析:速度是矢量,速度方向变化仍是速度有变化,有变化就有加速度,这个加速度表示速度方向变化的快慢。
引入:那么,匀速圆周运动的加速度是怎样产生的?它的大小和方向如何呢?下面我们就来讨论这一问题。
二、过程设计启发思考:物体运动时的加速度是如何产生的?根据是什么?引导学生:由合外力产生,根据牛顿运动定律,力是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。
再思考:那么,能否根据上节课的结论来推导加速度呢?(可由学生自己先推导)讲评(师生共同完成):牛顿运动定律既适用于直线运动,也适用于曲线运动。
由牛顿第二定律:F合=ma由向心力公式:F合=F向=mω2r提问:加速度的方向如何?引导学生:与合外力方向一致,即指向圆心。
讲述:故名向心加速度。
板书向心加速度1.向心加速度:表示速度方向变化的快慢。
5.5 向心加速度精品教案人教版必修2一、教学内容本节课选自人教版高中物理必修2第五章第5节“向心加速度”。
教学内容主要包括:向心加速度的定义、向心加速度的公式推导、向心加速度的物理意义以及应用实例。
二、教学目标1. 理解向心加速度的概念,掌握向心加速度的公式及其推导过程。
2. 能够运用向心加速度解释实际问题,培养学生的物理思维能力。
3. 了解向心加速度与线速度、半径的关系,提高学生的分析问题能力。
三、教学难点与重点教学难点:向心加速度的推导过程,向心加速度与线速度、半径的关系。
教学重点:向心加速度的定义,向心加速度的公式及其应用。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、黑板、粉笔、圆周运动演示装置。
学具:笔记本、教材、圆规、量角器。
五、教学过程1. 实践情景引入利用多媒体展示自行车转弯、汽车过弯道等场景,引导学生关注向心力的作用。
2. 教学内容讲解(1)向心加速度的定义结合实践情景,引导学生理解向心加速度的概念。
(2)向心加速度的公式推导利用圆周运动的速度、半径等参数,推导向心加速度的公式。
(3)向心加速度的物理意义解释向心加速度表示圆周运动物体向圆心方向的加速度。
(4)应用实例分析实际例子,如洗衣机脱水、地球绕太阳公转等,解释向心加速度的作用。
3. 例题讲解(1)一个物体做匀速圆周运动,半径为r,线速度为v,求向心加速度。
(2)一个物体做圆周运动,半径为r,角速度为ω,求向心加速度。
4. 随堂练习(1)一个物体做圆周运动,向心加速度为a,半径为r,求线速度。
(2)一个物体做圆周运动,向心加速度为a,线速度为v,求半径。
5. 小结强调向心加速度的定义、公式及其应用。
六、板书设计1. 向心加速度的定义2. 向心加速度的公式及其推导3. 向心加速度的物理意义4. 例题解答步骤5. 随堂练习解答七、作业设计1. 作业题目(1)一个物体做匀速圆周运动,半径为0.5m,线速度为2m/s,求向心加速度。
(2)一个物体做圆周运动,半径为1m,角速度为5rad/s,求向心加速度。
第5节 向心加速度
【学习目标】
1.理解速度变化量和向心加速度的概念。
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。
【知识要点】
1.匀速圆周运动的特点:线速度的方向:
角速度的含义与表达式: 。
2.匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗? 。
3.向心加速度
(1)向心加速度定义: 。
(2)符号: 。
(3)方向: 。
(4)物理意义: 。
说明:①匀速圆周运动向心加速度的大小不变,方向在时刻改变,所以匀速圆周运动不是匀变速运动。
②所有圆周运动的向心加速度方向都指向圆心。
③向心加速度反映了做圆周运动物体的速度方向变化的快慢,只改变线速度方向,不改变其大小。
4.向心加速度的大小
描述圆周运动的物理量有线速度错误!未找到引用源。
、角速度错误!未找到引用源。
、周期错误!未找到引用源。
、转速错误!未找到引用源。
,则向心加速度的表达式为
错误!未找到引用源。
= = = = = 。
5.如何理解向心加速度?
(1)向心加速度的效果: 。
(2)匀速圆周运动:匀速圆周运动的向心加速度大小 (“变”或“不变”),方向 (“变”或“不变”)。
(3)变速圆周运动:向心加速度公式表示质点在圆周上某点的向心加速度 (选填“瞬时值”或“平均值”),其中错误!未找到引用源。
或错误!未找到引用源。
应取该点的线速度和角速度的 值。
【课堂探究】
一、速度变化量Δ错误!未找到引用源。
用矢量图表示速度变化量
1.速度在同一直线上(如图5-5-2所示,分析总结)。
(1)初速度和末速度方向相同,末速度大于初速度,此时速度的变化量与初、
末速度的方向、大小关系为: 。
(2)初速度和末速度方向相同,末速度小于初速度,此时速度的变化量与初、末速度的方向、大小关系为: 。
(3)初速度和末速度方向相反,此时速度的变化量与初、末速度的方向、大小关系为: 。
结论:从同一点作出物体在一段时间内的始末两个速度矢量错误!未找到引用源。
和错误!未找到引用源。
,从初速度矢量错误!未找到引用源。
所作的矢量Δ错误!未找到引用源。
就等于速度的变化量。
2.不在同一条直线上的速度的变化量(如图5-5-3所示)。
曲线运动中一段时间的速度变化量: 。
【针对训练】
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5-5-4所示,
求质点从错误!未找到引用源。
点转过90°到达错误!未找到引用源。
点时的速
度变化量。
例2.(单选)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
例3.(单选)关于质点做匀速圆周运动,下列说法中正确的是 ( )
A.线速度大,向心加速度一定大
B.角速度大,向心加速度一定大
C.周期大,向心加速度一定大
D.向心加速度大,速度一定变化快
例4.(单选)如图5-5-1所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装
置。
错误!未找到引用源。
是轮盘的一个齿,错误!未找到引用源。
是飞轮上的
一个齿。
下列说法中正确的是( ) A.错误!未找到引用源。
两点角速度大小相等 B.错误!未找到引用源。
两点向心加速度大小相等
C.错误!未找到引用源。
点向心加速度小于错误!未找到引用源。
点向心加速度
D.错误!未找到引用源。
点向心加速度大于错误!未找到引用源。
点向心加速度
【巩固提升】
1.(多选)关于北京和广州随地球自转的向心加速度,下列说法中正确的是( )
A.它们的方向都沿半径指向地心
B.它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D.北京的向心加速度比广州的向心加速度小
2. 一物体以4 m/s 的线速度做匀速圆周运动,转动周期为2 s ,则物体在运动过程中的
任一时刻,速度变化率的大小为( )
A .2 m/s 2
B .4 m/s 2
C .0
D .4π m/s 2
3.下列各种运动中,不属于匀变速运动的是( )
A .斜抛运动
B .匀速圆周运动
C .平抛运动
D .竖直上抛运动
4.匀速圆周的向心加速度的物理意义是()
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.它是描述速度变化快慢的物理量
D.它是描述角速度变化大小的物理量
5.下列关于匀速圆周运动的向心加速度,下列说法中错误的是()
A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直
B.向心加速度的方向不断变化
C.向心加速度是恒定的,匀速圆周运动是匀变速曲线运动
D.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
6.由于地球的自转,地球表面上各点均做匀速圆周运动,下列说法正确的是()
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相同
7.A、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()
A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1
8.一物体在水平面内沿半径错误!未找到引用源。
20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度错误!未
找到引用源。
0.2 m/s,则它的向心加速度为错误!未找到引用源。
,角速度为 rad/s,周期为 s。
9.一物体在水平面内沿半径 R=20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动,它的向心加速度为0.2m/S2,那么,它的线速度V=_______m/s,角速度为_______ rad/s,周期为______s。
10.一个圆盘在水平面内匀速转动,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 的小物体能够随盘一起转动,如图所示.求物体转动的向心加速度的大小和方向.
11.如图所示A、B、C分别是地球表面上北纬30°、南纬60°和赤道上的点.若已知地球半径为R,自转
的角速度为ω0,求:
(1)A、B两点的线速度大小.
(2)A、B、C三点的向心加速度大小之比.。