22勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度課前導(dǎo)學(xué)-高一下學(xué)期物理教科版

2.2勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度——高一物理教科版（2019）必修第二冊(cè)課前導(dǎo)學(xué)1.理解向心力的概念，會(huì)分析生活中圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的向心力的來源。2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能利用向心力表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。3.理解在變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力為合力沿半徑方向的分力。重點(diǎn)向心力和向心加速度的理解，應(yīng)用向心力公式解答圓周運(yùn)動(dòng)問題難點(diǎn)水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題；圓周運(yùn)動(dòng)的連接體問題一、向心力1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度，是由于它受到了指向①___________的合力，這個(gè)合力叫向心力。2.向心力的方向始終指向②___________，由于方向③___________，所以向心力是④___________。3.向心力是由某個(gè)力或者幾個(gè)力的合力提供的，是根據(jù)力的⑤___________來命名的。二、向心力的大小Fn=⑥___________和Fn=⑦_(dá)__________。三、向心加速度：描述線速度方向變化快慢，方向與向心力的方向相同。四、對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解（1）由于運(yùn)動(dòng)的方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是瞬時(shí)加速度的方向不斷改變的變速運(yùn)動(dòng)。（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力方向總指向圓心，始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，向心力是一個(gè)變力。（3）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力提供向心力。五、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)1.變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)所受合力一般不等于向心力，合力一般產(chǎn)生兩個(gè)方面的效果：（1）合力F跟圓周相切的分力Ft，描述速度大小變化的快慢。（2）合力F指向圓心的分力Fn，此分力提供做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，只改變速度的方向。2.一般曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法一般曲線運(yùn)動(dòng)，可以把曲線分割成許多很短的小段，每一小段可看作一小段圓弧。圓弧彎曲程度不同，表明它們具有不同的半徑。這樣，質(zhì)點(diǎn)沿一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。

答案：①圓心②圓心③時(shí)刻改變④變力⑤作用效果⑥⑦1.關(guān)于向心加速度,下列說法正確的是()A.由知,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度恒定B.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度時(shí)刻指向圓心C.向心加速度越大,物體速率變化越快D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)不屬于勻速運(yùn)動(dòng)2.下列關(guān)于向心加速度的說法中正確的是()A.向心加速度的方向始終指向圓心B.向心加速度的方向保持不變C.在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的D.在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不斷變化3.如圖所示，為小區(qū)門口自動(dòng)升降桿上的兩點(diǎn)，A在桿的頂端，B在桿的中點(diǎn)處。在桿從水平位置勻速轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中，下列判斷正確的是()

A.兩點(diǎn)線速度大小之比為1:2 B.兩點(diǎn)角速度之比為1:1C.兩點(diǎn)向心加速度大小之比為1:2 D.兩點(diǎn)向心加速度的方向不同4.兩小球都在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球的軌道半徑是B球軌道半徑的3倍，A的轉(zhuǎn)速為30r/min，B的轉(zhuǎn)速為15r/min，則兩球的向心加速度之比為()A.12:1 B.8:1 C.4:1 D.2:15.如圖所示，甲、乙兩快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。關(guān)于兩快艇的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A.若兩快艇運(yùn)動(dòng)的周期相等，半徑較小的向心加速度較大B.若兩快艇運(yùn)動(dòng)的線速度大小相等，半徑較小的向心加速度較大C.若兩快艇運(yùn)動(dòng)的角速度相等，半徑較小的向心加速度較大D.若兩快艇運(yùn)動(dòng)的線速度大小相等，半徑較大的向心加速度較大6.（多選）如圖所示的傳動(dòng)裝置，已知大輪的半徑是小輪半徑的3倍，A和B兩點(diǎn)分別在兩輪的邊緣上，C點(diǎn)離大輪軸的距離等于小輪半徑，裝置不打滑，則下列說法中正確的是()

A.兩點(diǎn)線速度之比為1:1 B.兩點(diǎn)角速度之比為1:1C.兩點(diǎn)向心加速度之比為1:3 D.兩點(diǎn)向心加速度之比為3:17.如圖所示，細(xì)繩的一端固定，另一端系一小球，讓小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度方向，下列圖中可能正確的是()A. B. C. D.8.如圖所示，自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑之比為3:2:12，在用力蹬腳踏板前進(jìn)的過程中，下列說法正確的是()

A.大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為3:2B.大齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比為6:1C.大齒輪和后輪輪緣的向心加速度大小之比為1:9D.小齒輪和后輪輪緣的向心加速度大小之比為6:1

答案以及解析1.答案：D解析：由知,當(dāng)半徑一定時(shí),勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小不變,方向時(shí)刻變化,A錯(cuò)誤;做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度不一定指向圓心,向心加速度一定指向圓心,B錯(cuò)誤;向心加速度只改變速度的方向,向心加速度越大,物體速度方向變化得越快,C錯(cuò)誤;勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度大小不變,方向時(shí)刻變化,不是勻速運(yùn)動(dòng),D正確.2.答案：A解析：向心加速度的方向始終指向圓心，和線速度的方向垂直，不改變線速度的大小只是改變線速度的方向，由于加速度是矢量，因此向心加速度是時(shí)刻變化的，故BCD錯(cuò)誤，A正確。故選：A。3.答案：B解析：兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則角速度相等，故角速度之比為1:1；根據(jù)，因?yàn)?，故兩點(diǎn)線速度大小之比為2:1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。根據(jù)，因?yàn)?，故兩點(diǎn)向心加速度大小之比為2:1，且兩點(diǎn)向心加速度的方向相同，均指向轉(zhuǎn)軸，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。4.答案：A解析：角速度的轉(zhuǎn)速為30r/min，B的轉(zhuǎn)速為15r/min，知的角速度之比為2:1，根據(jù)球的軌道半徑是B球軌道半徑的3倍，則向心加速度之比為12:1，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5.答案：B解析：A、根據(jù)可知，若兩快艇還動(dòng)的周期相等，半徑較大的向心加速度較大，故A錯(cuò)；B、根據(jù)可知，若兩快艇運(yùn)動(dòng)的線速度大小相等，半徑較小的向心加速度較大，故B正確，D錯(cuò)誤；C、根據(jù)可知，若兩快艇運(yùn)動(dòng)的角速度相等，半徑較小的向心加速度較小，故C錯(cuò)誤。故選：B。6.答案：ABC解析：兩個(gè)輪靠摩擦傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)的線速度大小相等，故，A正確；兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，所以兩點(diǎn)角速度之比為1:1，B正確；由于，根據(jù)可得，兩點(diǎn)向心加速度之比為1:3，C正確；由于，根據(jù)，可得，所以，而，根據(jù)，可得兩點(diǎn)向心加速度之比為9:1，D錯(cuò)誤。故選A、B、C。7.答案：D解析：小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，所受的合力可分解為沿半徑指向圓心的力和沿圓周切線方向的力，可知小球在P點(diǎn)的加速度可分解為沿方向的向心加速度和垂直于的切向加速度，故D可能正確。8.答案：C解析：大齒輪與小齒輪靠鏈條傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)線速度大小相等，由可知，大齒輪和小齒輪的角速度之比，故A錯(cuò)誤；小齒輪與后輪是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，所以，又，據(jù)知，小齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比為1:6，則大齒