4、研究离心现象及应用.ppt

研究离心现象及其应用 高一物理徐强 讨论 在粗糙的水平路面上 汽车转弯时 速度很大时 静摩擦力不足以提供所需的向心力时 汽车将做什么运动 一 什么是离心运动 做匀速圆周运动的物体 在所受的合力突然消失 或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下 物体所做的逐渐远离圆心的运动叫做离心运动 物体做离心运动的条件 当提供向心力的合外力突然消失 物体便沿所在位置的切线方向飞出 当提供向心力的合外力不完全消失 而只是小于所需要的向心力时 物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动 远离圆心而去 思考 洗衣机甩干机的原理 二 离心运动的应用 用离心机把体温计中的水银柱甩回玻璃泡内 制作 棉花 糖的原理 关于制作 棉花 糖的原理 它的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时 迅速冷却凝固 变得纤细雪白 像一团团棉花 在水平公路上行驶的汽车转弯 三 离心运动的防止 1 在水平公路上行驶的汽车转弯时 F m r 2 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 问题一 要使原来作圆周运动的物体作离心运动 该怎么办 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 要防止离心现象发生 该怎么办 A 减小物体运动的速度 使物体作圆周运动时所需的向心力减小 B 增大合外力 使其达到物体作圆周运动时所需的向心力 A 作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 作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 作匀速圆周运动的物体 它自己会产生一个向心力 维持其作圆周运动 D 作离心运动的物体 是因为受到离心力作用的缘故 例1 下列说法正确的是 四 巩固练习 B 例2 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现 打滑 的现象 可以 Da 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力d 减小汽车与路面间的摩擦A a bB a cC b dD b c 例3 下列说法中错误的有 BA 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 例4 在短跑速滑比赛中 运动员在通过弯道时如果不能很好的控制速度 将会侧滑而摔离正常比赛路线 图中圆弧虚线Ob代表弯道 即正常运行路线 Oa为运动员在O点时的速度方向 研究时可将运动员看做质点 下列说法正确的是DA 发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B 发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力C 若在O点发生侧滑 则滑动的轨迹在Oa左侧 D 若在O点发生侧滑 则滑动的轨迹在Oa右侧与Ob之间 例5 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动 圆盘半径为R 甲 乙两物体质量分别是M和m M m 它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的 倍 两物体用一根长为L L R 的轻绳连在一起 如图所示 若将甲物体放在转轴位置上 甲 乙之间连线刚好沿半径方向被拉直 要使两物体与圆盘间不发生相对滑动 则转盘旋转角速度的最大值不得超过 两物体均看做质点 例6如图所示 叠放在水平转台上的小物体A B C能随转台一起以角速度 匀速转动 A B C的质量分别为3m 2m m A与B B与转台 C与转台间的动摩擦因数都为 B C离转台中心的距离分别为r 1 5r 设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 以下说法中不正确的是 ABDA B对A的摩擦力一定为3 mgB C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力C 转台的角速度一定满足 D 转台的角速度一定满足 例7如图所示 水平转盘上放有质量为m的物块 当物块到转轴的距离为r时 连接物块和转轴的绳刚好被拉直 绳中张力为零 物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍 求 1 转盘的角速度为时绳中的张力T1 2 转盘的角速度为时绳