高中物理 第4章 第4节 离心运动课件 鲁科版必修2.ppt

第4节离心运动 1 通过生活现象了解什么是离心运动 2 知道物体做离心运动的条件 3 通过实例分析了解离心运动的应用与防止 离心运动 定义 做圆周运动的物体 的运动 条件 物体所受的合外力 或合外力 提供向心力 现象 向心力消失后 物体沿圆周的 运动 本质 物体惯性的表现 应用 离心分离器 离心干燥器 脱水筒 沿着圆周切线方向飞出去 突然消失 不足以 切线方向 离心水泵 思考要使原来做圆周运动的物体做离心运动 该怎么办 提示增大线速度 减小半径或减小提供的向心力 离心运动 定义 做圆周运动的物体 在受到的合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下 将远离圆心运动 这样的运动叫做离心运动 解释 1 向心力的作用效果是改变物体的运动方向 如果物体受到的合外力恰好等于物体所需的向心力 物体就做匀速圆周运动 此时 f mr 2 2 如果向心力突然消失 如小球转动时绳子突然断开 则物体的速度方向不再变化 由于惯性 物体将沿此时的速度方向 即切线方向 按此时的速度大小飞出 这时f 0 3 如果提供向心力的合外力小于物体做匀速圆周运动所需的向心力 虽然物体的速度方向还要变化 但速度方向变化较慢 因此物体偏离原来的圆周做离心运动 其轨迹为圆周和切线间的某条线 如图4 4 1所示 这时 0 f mr 2 图4 4 1 常见的几种离心运动 离心运动的应用和防止 1 应用 离心运动可以给我们的生活 工作带来方便 如离心干燥器 洗衣机的脱水筒等就是利用离心运动而设计的 离心干燥器 将湿物体放在离心干燥器的金属网笼里 当网笼转得较快时 水滴的附着力f不足以提供水滴所需的向心力f 水滴就做离心运动 穿过网孔 飞离物体 因而使物体甩去多余的水分 教材资料分析讨论与交流1 在旋转盘上 开始时有的人离转轴近一些 有的人离转轴远一些 如图4 4 2所示 当旋转盘加速时 哪些人更容易滑出去 为什么 图4 4 2 点拨在旋转盘上 人与旋转盘一起转动 人与转盘间的静摩擦力提供向心力 当最大静摩擦力不足以提供向心力时 人便开始滑动 近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 当人开始滑动时 有 mg mr 2 即 g r 2 故可知r越大越容易滑动 所以离转轴越远的人越容易滑动 2 握住体温计的顶部用力甩 就能把水银甩回琉璃泡内 如何解释这个现象呢 大医院每天要用数千支温度计 如果一个个地甩 是很费时间的 那么医院是怎样做的呢 如图4 4 3所示 图4 4 3 点拨我们用力甩水银温度计 温度计中的水银随温度计一起快速旋转 如图4 4 4所示 缩口处的阻力不足以提供向心力时 水银柱做离心运动进入波璃泡内 大医院里是采用离心机甩水银温度计的 图4 4 4 离心运动的分析和计算 典例1 如图4 4 5所示 在匀速转动的水平圆盘上 沿半径方向放置两个和细线相连的 质量均为m的小物体a b 它们到转轴的距离分别为ra 20cm rb 30cm a b与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0 4倍 试求 取g 10m s2 图4 4 5 1 当细线上开始出现张力时 圆盘的角速度 0 2 当a开始滑动时 圆盘的角速度 3 当a即将滑动时 烧断细线 a b将如何运动 答案 1 3 65rad s 2 4rad s 3 a随盘匀速转动 b做离心运动借题发挥本题有两个临界点 一是细线开始出现张力 二是a开始滑动 分析在什么情况下出现这两个临界状态是解决问题的关键 变式1 下列事例中 利用离心现象的是 a 汽车转弯时要限速行驶b 在修筑铁路时 转弯处要有一定坡度 内轨要低于外轨c 转速很高的砂轮其半径不能做得很大d 浇铸钢管或水泥管时 让模子沿圆柱的中心轴线高速旋转 制成无缝隙管解析a b c三个事例都是为了防止离心现象带来的危害而采取的措施 只有d是离心现象的应用 答案d 离心机械的应用 图4 4 6 1 被测试者对座位的压力大小为重力的多少倍 2 试验器转动的角速度是多少 借题发挥在分析实际的离心现象时 要抓住其物理现象的本质 将实际的运动抽象成一个理想化的圆周运动 然后利用圆周运动的规律去处理 变式2 如图4 4 7所示 洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水 下列说法中不正确的是 a 脱水过程中 衣物是紧贴筒壁的b 水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故 图4 4 7 c 加快脱水筒转动角速度 脱水效果会更好d 靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好 解析洗衣机的脱水筒脱水时 筒内的衣物做离心运动 会紧贴在筒壁上 故a正确 衣物中的水也做离心运动 将会从筒壁上的小孔中甩出 但不是因为水滴受到向心力很大的原因