§5-7离心现象及其应用.doc

第5-7 离心现象及其应用课时计划：2节 累计课时： 授课时间： 月 日 授课类型：讲授课教学目标 知识目标：1、知道离心运动及其产生的原因2、知道离心现象的一些应用和可能带来的危害能力目标：1、培养学生应用理论知识解决实际问题的能力情感目标1、培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯教学建议教材分析教材首先分析了离心现象发生的条件和离心运动的定义，接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害，充分体现了学以致用的思想教法建议学习离心运动的概念时，通过充分讨论，让学生明确几点：第一：做圆周运动的物体，一旦失去向心力或向心力不足，都不能再满足把物体约束在原来的圆周上运动的条件，这时会出现物体远离圆心而去的现象第二：可补充加上提供的向心力F大于物体所需向心力 时，（ ），表现为向心的趋势（离圆心越来越近）这对学生全面理解“外力必须等于 时，物体才可做匀速圆周运动”有好处第三：离心运动是物体具有惯性的表现，而不是物体受到“离心力”作用的结果有些学生可能提出，“离心力”的问题，教师可以说明那是在另一参照系（非惯性系）中引入的概念，在中学阶段不予研究关于离心运动的应用和防止，可引导同学讨论完成第一课时教学设计方案 离心现象及其应用教学重点：离心运动产生的条件教学主要设计：一、离心运动（一）讨论：在光滑水平面上，用细绳系一个小球，使其在桌面上做匀速圆周运动若细绳突然断了，小球将如何运动？若拉绳的力变小了，小球如何运动？若拉绳的力变大了，小球如何运动？（二）展示“魔盘”娱乐设施的资料讨论：“魔盘”上的人所需向心力由什么力提供？为什么转速一定时，有的人能随之一块做圆周运动，而有的人逐渐向边缘滑去？（三）用提供的力与需要的向心力的关系角度解释上述现象，得到离心运动的条件和概念（配合课件1）二、离心运动的应用和防止：可提出一些问题让学生讨论解决：如：（1）洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴，在脱水筒工作时，水滴需要的向心力由什么决定？提供的向心力由什么决定？什么情况下，水滴将被甩出？（2）在公路转弯处，为什么车辆行驶不允许超过规定的速度？（3）为什么砂轮、飞轮等都不得超过允许的最大转速？等等 典型例题细绳牵引物体做圆周运动的系列问题例 一根长 的细绳，一端拴一质量 的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求：（1）小球通过最高点时的最小速度？（2）若小球以速度 通过周围最高点时，绳对小球的拉力多大？若此时绳突然断了，小球将如何运动【分析与解答】（1）小球通过圆周最高点时，受到的重力 必须全部作为向心力 ，否则重力G中的多余部分将把小球拉进圆内，而不能实现沿竖直圆周运动所以小球通过圆周最高点的条件应为 ，当 时，即小球受到的重力刚好全部作为通过圆周最高点的向心力，绳对小球恰好不施拉力，如图所示，此时小球的速度就是通过圆周最高点的最小速度 ，由向心力公式有：解得： （2）小球通过圆周最高点时，若速度v大于最小速度 ，所需的向心力 将大于重力G，这时绳对小球要施拉力F，如图所示，此时有 解得： N若在最高点时绳子突然断了，则提供的向心力mg小于需要的向心力 ，小球将沿切线方向飞出做离心运动（实际上是平抛运动）第二课时 扩展资料关于离心惯性力参考图（a），光滑圆盘以匀角速度 绕竖直轴转动，在圆盘上用长为r的轻线将质量为m的小球系于盘心，且小球相对于圆盘静止，即随盘一起做匀速圆周运动，从惯性系（地面）观察，小球在线拉力T作用下作匀速圆周运动，符合牛顿第二定律 以圆盘为参考系观察，小球受到拉力T的作用，但却保持静止，没有加速度，不符合牛顿第一定律这是因为相对于惯性系作匀速转动的参考系是非惯性系要在这种参考系中保持牛顿第二定律的形式不变，在质点静止于此参考系的情况下，应引入惯性力 称为离心惯性力，由此得出：若质点静止于匀速转动的非惯性参考系中，则作用于此物体所有相互作用力与离心惯性力的合力等于零，即 例如图（b）中，可认为小球所受线的拉力与离心惯性力平衡而静止综上所述，离心力的问题，中学是不涉及的，而在非惯性系（中学不讨论）中引入的问题转动系统中的惯性力简称惯性离心力，这个惯性力的方向总是指向远离轴心的方向它的大小等于物体的质量m与非惯性系相对于惯性系的加速度大小a的乘积如果在以角速度 转动的参考系中，质点到转轴的距离为r，则假若物体相对于匀速转动参照系以一定速度运动，则物体除了受慢性离心力之外，还要受到另一种惯性力的作用，这种力叫做科里奥利力，简称科氏力，这里不作进一步的讨论一辆质量为m的汽车以速度v在半径为R的水平弯道上做匀速圆周运动汽车左、右轮相距为d，重心离地高度为h，车轮与路面之间的静摩擦因数为 求 （1）汽车内外轮各承受多少支持力； （2）汽车能安全行驶的最大速度是多少？ 汽车左转弯行驶时受力情况如图1所示，图中 分别为汽车内、外轮受到的摩擦力如果选一个和汽车一起做圆周运动的参照系，则汽车是静止不动的，但必须在汽车的质心处加上一个惯性离心力f，其大小为 ，方向沿半径方向向外，以内轮着地点A为转轴，由合力矩为零可列出将 代入得 由竖直方向受力平衡可得 汽车安全行驶时，要求既不打滑，又不会倾倒汽车不打滑时，应有 ，汽车允许的最大速度汽车不倾倒的条件是 ，即汽车不倾翻的最大速度 从 和 的结果可以看出，汽车轮胎与地面之间的静摩擦因数 越大，左、右轮间距离越宽，车身重心越低，汽车的行驶越稳定探究活动 观察并思考：1、汽车、自行车等在水平面上转弯时，为什么速度不能过大？2、滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿势，并分析其受力情况？习题精选1、一辆 kg的汽车在水平公路上行驶，经过半径 m的弯路时，如果车速 km/h，这辆汽车会不会发生测滑？已知轮