鲁科版必修2 4.4 离心运动 课件(25张）.ppt

4 4离心运动 我们小时候大都喜欢吃棉花糖 而且当时一定非常奇怪 为什么一颗一颗的白砂糖 经过机器一转 就变成又松又软的 棉花 不断向外 飞出 呢 思考 离心运动 做圆周运动的物体 在所受的合力突然消失或者不足以提供做 不计 圆周运动所需的向心力的情况下 物体所做的逐渐远离圆心的运动叫做离心运动 1 认识离心运动 离心的条件 做圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力 离心运动的特点 1 做圆周运动的质点 当f合 0时 它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞出去 2 当f合 f向时做半径越来越大的运动 它不是沿圆周切线方向飞出 3 做离心运动的质点不存在所谓的 离心力 作用 因为没有任何物体提供这种力 4 离心运动的本质是由于惯性 例1 物体做匀速圆周运动时 向心力突然消失 则下列说法正确的是 a 物体将继续在原来的圆周上运动b 物体将沿着圆周的切线方向飞出去c 物体将沿着切线和圆周运动之间的某一条曲线向远离圆心的方向运动d 以上说法都不对 b 离心机械 离心运动的应用 离心干燥器的金属网笼 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置 o f mr 2 f v 工作原理 当网笼转得比较慢时 水滴跟物体的附着力f 足以提供所需的向心力f 使水滴做圆周运动 当网笼转得比较快时 附着力f不足以提供所需的向心力f 于是水滴做离心运动 穿过网孔 飞到网笼外面 洗衣机甩桶 工作原理 当脱水筒快速转动时 脱水筒内衣物与水之间的附着力如果小于水做匀速圆周运动所需要的向心力 水就会与衣物分离 甩出脱水筒 离心水泵 水泵内有一个旋转地叶轮 叶轮高速旋转时带动叶片间的水一起转动并将水甩出出水管口 同时在叶轮中心附近形成一个低压区 在大气压的作用下 水沿着进水管进入泵体 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 当离心机转得比较慢时 缩口的阻力f足以提供所需的向心力 缩口上方的水银柱做圆周运动 当离心机转得相当快时 阻力f不足以提供所需的向心力 水银柱做离心运动而进入玻璃泡内 要使原来做圆周运动的物体做离心运动 可采取哪些措施 a 提高转速 使所需向心力增大到大于物体所受合外力 b 减小合外力或使其消失 思考 制作 棉花 糖的原理 其内筒与洗衣机的脱水筒相似 里面加入白砂糖 加热使糖熔化成糖汁 内筒高速旋转 黏稠的糖汁就做离心运动 从内筒壁的小孔飞散出去 成为丝状到达温度较低的外筒 并迅速冷却凝固 变得纤细雪白 像一团团棉花 离心运动的危害及其防止 v f 汽车 在水平公路上行驶的汽车 转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的 如果转弯时速度过大 所需向心力f大于最大静摩擦力fmax 汽车将做离心运动而造成交通事故 因此 在公路弯道处 车辆行驶不允许超过规定的速度 过荷 飞机攀高或翻飞旋转时 会造成飞行员瞬间大脑缺血 四肢沉重的现象 可以通过离心机来研究 测试 训练人体的抗荷能力 要防止离心现象发生 该采取哪些措施呢 a 减小物体运动的速度 使物体做圆周运动时所需的向心力减小 b 增大合外力 使其达到物体做圆周运动时所需的向心力 思考 a 做匀速圆周运动的物体 在所受合外力突然消失时 将沿圆周半径方向离开圆心 b 做匀速圆周运动的物体 在所受合外力突然消失时 将沿圆周切线方向离开圆心 c 做匀速圆周运动的物体 它自己会产生一个向心力 维持其做圆周运动 d 做离心运动的物体 是因为受到离心力作用的缘故 例2下列说法正确的是 b 1 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现 打滑 的现象 可以 a 增大汽车转弯时的速度b 减小汽车转弯时的速度c 增大汽车与路面间的摩擦d 减小汽车与路面间的摩擦a a bb a cc b dd b c d 2 下列说法中错误的有 a 提高洗衣机脱水筒的转速 可以使衣服甩得更干b 转动带有雨水的雨伞 水滴将沿圆周半径方向离开圆心c 为了防止发生事故 高速转动的砂轮 飞轮等不能超过允许的最大转速d 离心水泵利用了离心运动的原理 b 3 质量不计的轻质弹性杆p插在桌面上 杆上端套有一个质量为m的小球 今使小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运动 角速度为 如图所示 则杆的上端受到的作用力大小是 a b c d 不能确定 c 4 如图所示 半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动 小物块a靠在圆筒的内壁上 它与圆筒的摩擦因数为 为使a不下落 圆筒转动的角速度至少为 a b c d d 5 如图所示 在圆柱形房屋天花板中心o点悬挂一根长为l的细绳 绳的下端挂一个质量为m的小球 已知绳能承受的最大拉力为2mg 小球在水平面内做圆周运动 当速度逐渐增大到绳断裂后 小球恰好以速度v2 落到墙角边 求 1 绳断裂瞬间小球的速度v1 2 圆柱形房屋的高度h和半径r 解析 绳断裂前小球做圆锥摆运动 绳断裂后小球沿切线方向做平抛运动 直到落地 小球做平抛运动的过程满足机械能守恒定律 1 绳断前瞬间小球受力如图所示 由于tm 2mg cos mg tm 1 2 60 f合 mgtan60 mv21 r r l sin 解得v1 2 小球从抛出到落地 根据机械能守恒定律mv21 mgh1 mv22 式中h1为绳断裂时小球距地面的高度由上式解得h1 设绳断裂时小球距天花板的高度为h2 则h2 lcos60 故房屋的高度h h1 h2 绳断裂后小球沿圆周的切线方向做平抛运动 设小球从抛出至落地的水平射程为x 如图所示 x v1t h1 gt2 r 解得r 3l 一 什么是离心运动 1 离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象 2 离心现象的本质是物体惯性的体现 不存在所谓的 离心力 3 做离心运动的条件 做圆周运动的物体合外力消失或不足