【課件】 向心加速度 課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第二節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度

OrvAAvBBvBΔv一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度——向心加速度【說(shuō)明】

（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向指向圓心又稱為向心加速度。

（2）向心加速度的方向是不斷變化的。（3）勻速圓周運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度OFFFvvvO二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力(1)定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的

。(2)大?。篎＝

或F＝

。(3)方向：始終指向圓心，總是與運(yùn)動(dòng)方向

。(4)作用：向心力只改變速度

，不改變速度

。(5)圓周運(yùn)動(dòng)的合力與向心力的關(guān)系:方向始終指向圓心的合力垂直方向大小mω2r做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其所受到的向心力就是它受到的合力；做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它在某一時(shí)刻受到的向心力也只是它受到的合力中指向圓心方向的一個(gè)分力（另一個(gè)分力沿切線方向）。向心加速度和向心力的公式同樣適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)線速度的大小發(fā)生變化時(shí)，向心力和向心加速度的大小也必定同步發(fā)生變化，利用公式求質(zhì)點(diǎn)在圓周的某一時(shí)刻的向心力和向心加速度的大小，必須用質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的瞬時(shí)速度值。向心力演示儀——控制變量法三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力的大小【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】(1)角速度ω相同，半徑r相同，質(zhì)量m越大，向心力越大；(2)質(zhì)量m相同，半徑r相同，角速度ω越大，向心力越大；(3)角速度ω相同，質(zhì)量m相同，半徑r越大，向心力越大.四、向心力的來(lái)源向心力可以由某個(gè)力充當(dāng)，可以是幾個(gè)力的合力充當(dāng)，也可以是某個(gè)力的分力充當(dāng)。

受力分析時(shí)不單獨(dú)分析向心力?！镜淅坑幸环N游樂(lè)項(xiàng)目，游客進(jìn)入一個(gè)大型圓筒狀容器后，緊靠豎直筒壁站立。當(dāng)圓筒開始轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)速逐漸增大，游客會(huì)感到自己被緊緊地壓在筒壁上；當(dāng)轉(zhuǎn)速增大到一定數(shù)值時(shí)，底板突然下落了幾厘米，游客們驚奇地發(fā)現(xiàn)自己竟然沒(méi)有跟著底板一起下落！解釋這一現(xiàn)象。1、

關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)D.在任意相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等3、“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過(guò)紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會(huì)交替出現(xiàn)。拉動(dòng)多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s，此時(shí)紐扣上距離中心1cm處的點(diǎn)向心加速度大小約為()A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2

4、由于高度限制，車庫(kù)出入口采用圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動(dòng)桿OP與橫桿PQ鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個(gè)端點(diǎn)。在道閘抬起過(guò)程中，桿PQ始終保持水平。桿OP繞O點(diǎn)從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到60°的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（

）A.P點(diǎn)的線速度大小不變B.P點(diǎn)的加速度方向不變C.Q點(diǎn)在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng)D.Q點(diǎn)在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)5、如圖所示，O、O1為兩個(gè)皮帶輪，O輪的半徑為r，O1輪的半徑為R，且R＞r，M點(diǎn)為O輪邊緣上的一點(diǎn)，N點(diǎn)為O1輪上的任意一點(diǎn)，當(dāng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不打滑)，則(

)A．M點(diǎn)的向心加速度一定大于N點(diǎn)的向心加速度B．M點(diǎn)的向心加速度一定等于N點(diǎn)的向心加速度C．M點(diǎn)的向心加速度可能小于N點(diǎn)的向心加速度D．M點(diǎn)的向心加速度可能等于N點(diǎn)的向心加速度6、在如圖所示的裝置中，A、B兩個(gè)小球穿在光滑桿上并可沿桿滑動(dòng)，兩球之間用一根細(xì)線連接。甲、乙兩位同學(xué)就“裝置繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如何能使兩球相對(duì)光滑桿靜止”這一問(wèn)題展開討論。甲認(rèn)為，兩個(gè)小球放置在任意位置都可以。乙則認(rèn)為，兩個(gè)小球只有放置在特定位置才可以。你贊同哪個(gè)觀點(diǎn)？試為這個(gè)觀點(diǎn)作進(jìn)一步論證。鷹盤旋時(shí)，借助垂直于翼面的升力，獲得向心力8、未來(lái)的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來(lái)的不適，有人設(shè)想在未來(lái)的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙"，如圖所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力。為達(dá)到上述目的，下列說(shuō)法正確的是()A．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小9、如圖所示，長(zhǎng)為l的懸線一端固定在O點(diǎn)，另一端系一小球。在O

點(diǎn)正下方C

點(diǎn)釘一釘子，O、C

間距離為l/2。把懸線另一端的小球拉到跟懸點(diǎn)同一水平面上無(wú)初速度釋放，小球運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)正下方時(shí)懸線碰到釘子，則小球的（）A.線速度突然增大為原來(lái)的2倍B.角速度突然增大為原來(lái)的2倍C.向心加速度突然增大為原來(lái)的2倍D.懸線拉力突然增大為原來(lái)的2倍10、如圖所示，是某課外研究小組設(shè)計(jì)的可以用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的裝置。該裝置上方是一與轉(zhuǎn)盤固定在一起有橫向均勻刻度的標(biāo)尺，帶孔的小球穿在光滑細(xì)桿上與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，