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1、向心加速度,思考,加速度的定义式是什么?,a 的方向与v 的方向相同,如何确定v的方向?,速度的变化量v,曲线运动中的速度的变化量:,用矢量图表示速度变化量,作法:从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度矢量v1和v2,从初速度v1的末端至末速度v2的末端所作的矢量就是速度的变化量v。,v2,A,B,o,r,向心加速度,1、定义:做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度,4、物理意义:,3、方向:始终指向圆心,5、说明:匀速圆周运动是变加速运动(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、大小:,描述物体速度方向变化快慢的物理量,知识点一对向心加
2、速度公式的理解1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av2/r,所以线速度大的物体向心加速度大B由于av2/r,所以旋转半径大的物体向心加速度小C由于ar2,所以角速度大的物体向心加速度大D以上结论都不正确,2.如图1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,D,A,3.如图3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
3、上的小轮的半径已知r22r1,r31.5r1.A、B、C分别是3个轮边缘上的点,则质点A、B、C的向心加速度之比是(假设皮带不打滑)()A123B243C843 D362,C,4.如图6所示为两级皮带传动装置,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,轮1的半径和轮2的半径相同,轮3的半径和轮4的半径相同,且为轮1和轮2半径的一半,则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比()A线速度之比为14 B角速度之比为41C向心加速度之比为81 D向心加速度之比为18,D,向心加速度,1.向心加速度:作匀速圆周运动的物体加速度总是沿半径指向圆心,取名为向心加速度2.方向:指向圆心,时刻变化,3.向心加
4、速度大小:,知识回顾,an 哪来的?即an 是如何产生的?,根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力,这个合力叫做向心力。,=v,向心力,向心力的特点,向心力的作用:只改变线速度的方向(或产生向心加速度),向心力是根据力的作用效果来命名的,它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力,或者是几个力的合力来提供。,方向始终指向圆心,1、定义:做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力,这个力叫做向心力。,几种常见的圆周运动,竖直方向:FfG水平方向:F合=FN,什么力提供向心力?,FN提供向心力,即合力提供向心力,几种常见的圆周运动,竖直方向:FN cosmg水平方向:F合=mg t
5、an,竖直方向:FN cosmg水平方向:F合=mg tan,什么力提供向心力?,向心力的大小,F合ma,向心力的大小与哪些物理量有关呢?,思考,加速圆周运动,变速圆周运动,减速圆周运动,匀速圆周运动所受的合力充当向心力,方向始终指向圆心;如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心,还能做匀速圆周运动吗?,当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时,物体做变速圆周运动。,切向力F:垂直半径方向的合力向心力Fn:沿着半径(或指向圆心)的合力,产生切向加速度,只改变速度的大小,产生向心加速度,只改变速度的方向,1甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为12,转动半径之比为12,在相同的时间里甲
6、转过60,乙转过45,则它们的向心力之比为()A14 B23 C49 D916,C,2如图2所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需向心力是()A绳的拉力B重力和绳拉力的合力C重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力,CD,3如图4所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方处有一钉子C,把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的()A线速度突然增大B角速度突然增大C向心加速度突然增大D悬线的拉力突然增大,BCD,4如图所示,光滑杆偏离竖直方向的夹
7、角为,杆以O为支点绕竖直线旋转,质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动当杆角速度为1时,小球旋转平面在A处;当杆角速度为2时,小球旋转平面在B处,设球对杆的压力为FN,则有()AFN1FN2BFN1FN2C12,BD,4.长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示当摆线L与竖直方向的夹角为时,求:(1)线的拉力F;(2)小球运动的线速度的大小;(3)小球运动的角速度及周期,5.如图所示,质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点和端点,当杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时,求杆的OA段和AB段对小球的拉力之比,5如图6所示,某物
8、体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中,物体的速率逐渐增大,则()A物体的合外力为零B物体的合力大小不变,方向始终指向圆心OC物体的合外力就是向心力D物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外),D,6如图1所示,质量为m的物体与转台之间的动摩擦因数为,物体与转轴间的距离为R,物体随转台由静止开始转动,当转台转速增加到某一值后转台开始匀速转动,整个过程中物体相对于转台静止不动,则以下判断正确的是()A转台转速增加的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴B转台转速增加的过程中,转台对物体静摩擦力的方向跟物体速度间夹角一定小于90C转台匀速转动的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定
9、指向转轴D转台匀速转动的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定跟物体的速度方向相反,答案BC解析转台转速增加时,物体随转台做变速圆周运动,物体受到转台的静摩擦力作用,其中静摩擦力的一个分力指向转轴,另一个分力沿切线向前当匀速转动时,只有沿指向转轴方向的静摩擦力,而没有沿切线方向的分力,故正确答案为B、C.,7如图2所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为RAr,RB2r,与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是()A此时绳子张力为3mgB此时圆盘的角
10、速度为 C此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D此时烧断绳子,A仍相对盘静止,B将做离心运动,8.随着经济的持续发展,人民生活水平的不断提高,近年来我国私家车数量快速增长,高级和一级公 图 6路的建设也正加速进行,为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑,常将弯道部分设计成外高内低的斜面。如果某品牌汽车的质量为m,汽车行驶时弯道部分的半径为r,汽车轮胎与路面的动摩擦因数为,路面设计的倾角为,如图 6所示。(重力加速度g取10 m/s2),9如图 8所示,半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内。A通过最高点C 时,对管壁上部压力为3 mg,B
11、通过最高点C时,对管壁下部压力为0.75 mg,求A、B两球落地点间的距离。,思维流程第一步:抓信息关键点,关键点,信息获取,(1)内径很小的光滑半圆管竖直放置,无摩擦力,只有重力做功,且小球从C点飞出后做平抛运动,(2)A对管壁上部压力为3 mg,A球在C点的向心力为4 mg,(3)B通过C时,对管壁下部压力为0.75 mg,B球在C点的向心力为0.25 mg,第二步:找解题突破口(1)首先根据A、B两球在C点的向心力,利用牛顿第二定律求出两球平抛运动的初速度。(2)根据平抛运动的规律求出两球落地点间的距离。第三步:条理作答,答案3R,11如图10甲所示,轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为N,小球在最高点的速度大小为v,其Nv2图像如图乙所示,则()A小球的质量为 B当地的重力加速度大小为Cv2c时,在最高点杆对小球的弹力方向向上Dv22b时,在最高点杆对小球的弹力大小为2a,