22匀速圆周运动的向心力和向心加速度课前导学-高一下学期物理教科版.docx

2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度——高一物理教科版（2019）必修第二册课前导学

1.理解向心力的概念，会分析生活中圆周运动实例的向心力的来源。

2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能利用向心力表达式进行计算。

3.理解在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力。

重点

向心力和向心加速度的理解，应用向心力公式解答圆周运动问题

难点

水平面内匀速圆周运动的临界问题；圆周运动的连接体问题

一、向心力

1.做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向①___________的合力，这个合力叫向心力。

2.向心力的方向始终指向②___________，由于方向③___________，所以向心力是④___________。

3.向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的⑤___________来命名的。

二、向心力的大小

Fn=⑥___________和Fn=⑦___________。

三、向心加速度：描述线速度方向变化快慢，方向与向心力的方向相同。

四、对匀速圆周运动的理解

（1）由于运动的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变速运动。

（2）做匀速圆周运动的物体，向心力方向总指向圆心，始终与运动方向垂直，向心力是一个变力。

（3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力提供向心力。

五、变速圆周运动和一般曲线运动

1.变速圆周运动

变速圆周运动所受合力一般不等于向心力，合力一般产生两个方面的效果：

（1）合力F跟圆周相切的分力Ft，描述速度大小变化的快慢。

（2）合力F指向圆心的分力Fn，此分力提供做圆周运动所需的向心力，只改变速度的方向。

2.一般曲线运动的处理方法

一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段圆弧。圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径。这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理。

答案：

①圆心②圆心③时刻改变④变力⑤作用效果⑥⑦

1.关于向心加速度,下列说法正确的是()

A.由知,匀速圆周运动的向心加速度恒定

B.做圆周运动的物体,加速度时刻指向圆心

C.向心加速度越大,物体速率变化越快

D.匀速圆周运动不属于匀速运动

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指向圆心

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.如图所示，为小区门口自动升降杆上的两点，A在杆的顶端，B在杆的中点处。在杆从水平位置匀速转至竖直位置的过程中，下列判断正确的是()

A.两点线速度大小之比为1:2 B.两点角速度之比为1:1

C.两点向心加速度大小之比为1:2 D.两点向心加速度的方向不同

4.两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3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.12:1 B.8:1 C.4:1 D.2:1

5.如图所示，甲、乙两快艇在湖面上做匀速圆周运动。关于两快艇的运动，下列说法正确的是()

A.若两快艇运动的周期相等，半径较小的向心加速度较大

B.若两快艇运动的线速度大小相等，半径较小的向心加速度较大

C.若两快艇运动的角速度相等，半径较小的向心加速度较大

D.若两快艇运动的线速度大小相等，半径较大的向心加速度较大

6.（多选）如图所示的传动装置，已知大轮的半径是小轮半径的3倍，A和B两点分别在两轮的边缘上，C点离大轮轴的距离等于小轮半径，装置不打滑，则下列说法中正确的是()

A.两点线速度之比为1:1 B.两点角速度之比为1:1

C.两点向心加速度之比为1:3 D.两点向心加速度之比为3:1

7.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()

A. B. C. D.

8.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为3:2:12，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是()

A.大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为3:2

B.大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为6:1

C.大齿轮和后轮轮缘的向心加速度大小之比为1:9

D.小齿轮和后轮轮缘的向心加速度大小之比为6:1

答案以及解析

1.答案：D

解析：由知,当半径一定时,匀速圆周运动的向心加速度大小不变,方向时刻变化,A错误;做圆周运动的物体,加速度不一定指向圆心,向心加速度一定指向圆心,B错误;向心加速度只改变速度的方向,向心加速度越大,物体速度方向变化得越快,C错误;匀速圆周运动速度大小不变,方向时刻变化,不是