高中物理 第4章 匀速圆周运动 第4讲 离心运动学案 鲁科版必修2.doc

第4讲离心运动目标定位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 一、离心运动1定义：做圆周运动的物体，在受到的合外力突然消失或者_提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将_圆心运动，这样的运动叫做离心运动2产生条件：合外力_或者_提供物体做圆周运动所需要的向心力想一想当向心力突然消失时，物体为什么沿切线方向远离圆心？二、离心机械有_、离心铸造、_、离心水泵等三、离心运动的危害及其防止1危害：(1)飞机攀高或_时，离心运动造成飞行员过荷(2)汽车在_(尤其在下雨天)时冲出车道而发生侧翻事故2防止：(1)减小物体运动的_，使物体做圆周运动时所需的向心力减小(2)增大_，使其达到物体做圆周运动时所需的向心力想一想在汽车或火车拐弯处，为什么有限速的警示标志？一、对离心运动的理解1离心现象(1)若所受合力突然消失，物体沿切线方向做直线运动(2)若所受合力不足，物体在圆周与切线之间做逐渐远离圆心的曲线运动2f合与f大小关系的比较做离心运动的物体并非受到离心力的作用，而是合力不足以提供向心力的结果具体来看合力与向心力的关系如图1所示：图1(1)若f合mr2或f合，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”(2)若f合mr2或f合，物体做半径变小的近心运动，即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”(3)若f合mr2或f合，则外力不足以将物体拉回到原轨道上，物体做离心运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足”(4)若f合0，则物体沿切线方向做直线运动特别提醒(1)离心运动不是物体沿半径方向飞出，而是物体沿切线或沿圆与切线之间的某一曲线运动(2)离心运动的本质是惯性，而不是物体受到了“离心力”的作用例1下列关于离心现象的说法中正确的是()a当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象b做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动c做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动d做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动借题发挥1.当做圆周运动的物体所受的合外力不足以提供向心力时，物体将做离心运动2做离心运动的物体并非沿半径方向飞出，离心运动中“远离最快”的方向是沿切线方向飞出针对训练1下列有关洗衣机脱水筒的脱水原理说法正确的是()a水滴受离心力作用，而沿背离圆心的方向甩出b水滴受到向心力，由于惯性沿切线方向甩出c水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出d水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力，于是沿切线方向甩出二、离心运动的应用1常见几种离心运动对比图示项 目实物图原理图现象及结论洗衣机脱水筒当水滴跟物体的附着力f不足以提供向心力时，即fm2r，水滴做离心运动汽车在水平路面上转弯当最大静摩擦力不足以提供向心力时，即fmaxm，汽车做离心运动用离心机把体温计的水银甩回玻璃泡中当离心机快速旋转时，缩口处对水银柱的阻力不足以提供向心力时，水银柱做离心运动进入玻璃泡内2.离心运动问题的分析思路(1)对物体进行受力分析，确定提供给物体向心力的合力f合(2)根据物体的运动，计算物体做圆周运动所需的向心力fm2rm.(3)比较f合与f的关系，确定物体运动的情况特别提醒在分析实际的离心现象时，关键是找出向心力，抓住现象的本质，把实际运动抽象成一个理想化的圆周运动来处理例2如图2所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体a和b，它们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，烧断细线，则两个物体的运动情况是()图2a两物体均沿切线方向滑动b两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远c两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动d物体b仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体a发生滑动，离圆盘圆心越来越远针对训练2如图3所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴oo的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()图3ab一定比a先开始滑动b. a、b所受的摩擦力始终相等c 是b开始滑动的临界角速度d当 时，a所受摩擦力的大小为kmg离心现象1关于离心运动，下列说法中正确的是()a物体一直不受外力作用时，可能做离心运动b做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动c做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化就将做离心运动d做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动离心现象的应用和防止2关于离心现象，下列说法不正确的是()a脱水筒、离心分离器是利用离心现象工作的b限制速度、加防护罩可以防止离心现象造成的危害c做圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然增大时做离心运动d做圆周运动的物体，当合外力消失时，它将沿切线做匀速直线运动3如图4是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是()图4a摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用b摩托车所受外力的合力小于所需的向心力c摩托车将沿其线速度的方向与半径向外的方向之间做离心运动d摩托车将沿其半径方向沿直线滑去临界问题分析4如图5所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动现测得转台半径r0.5 m，离水平地面的高度h0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s0.4 m设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g10 m/s2.求：图5(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数.答案精析第4讲离心运动预习导学一、1.不足以远离2突然消失不足以想一想当向心力突然消失时，物体由于惯性保持原来的切线方向速度不变，因此物体沿切线方向远离圆心二、离心分离器洗衣机脱水筒三、1.(1)翻飞旋转(2)转弯2(1)速度(2)合外力想一想在汽车或火车拐弯处，当机车速度超过限速时会出现离心现象而导致车祸发生课堂讲义例1c针对训练1d例2da、b两物体刚好还未发生滑动时，a、b所受摩擦力都达到最大静摩擦力fmax，a、b受力情况如图a、b两物体刚好还未发生滑动时，物体a需要的向心力fafmaxtm2ra，物体b需要的向心力fbfmaxtm2rb，因此fafb，烧断细线后，细线上拉力t消失，对a有fmaxm2ra，物体a做离心运动；对