2.3离心现象及其应用导学案

廉江市实验学校高中学部高一年级物理导学案 1 廉江市实验学校高一学部 物理 学科 导学案 执笔 检查 审核 学案编号 20203 班级 姓名 学习时间 课题 2 3离心现象及其应用离心现象及其应用 目标 目标 1 知道什么是离心现象 2 知道物体做离心运动的条件 3 结合实例了解离心运动的防止和应用重点 重点 1 理解线速度 角速度和周 期 2 线速度 角速度 周期之间的关系 课前预习课前预习 一 离心现象一 离心现象 1 离心现象 做圆周运动的物体 在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所 需的向心力的情况下 就会做逐渐 圆心的运动 这种现象称为离心现象 2 物体做离心运动的条件 当物体所受合外力突然消失或合外力不足以提供向心力 时 物体做离心运动 3 在实际中 利用离心现象工作的机械叫做 如离心干燥 脱水 器 洗衣 机的脱水筒等 二 离心现象的应用与防止二 离心现象的应用与防止 1 洗衣机中的衣服跟随脱水桶在旋转 当转速较快时 衣服里的水利用 将水抛甩出脱水桶 2 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 而造成交通事故 3 在汽车和火车转弯处 为防止离心运动造成的危害 一是限定汽车和火车的转弯 速度不能太 二是把路面筑成外高内低的斜坡以增大 课堂讲练课堂讲练 一 离心运动的理解一 离心运动的理解 例例 1 关于离心运动 下列说法中正确的是 A 物体突然受到离心力的作用 将做离心运动 B 做匀速圆周运动的物体 当提供向心力的合外力突然变大时将做离心运动 C 做匀速圆周运动的物体 只要提供向心力的合外力的数值发生变化 就将做离心运动 D 做匀速圆周运动的物体 当提供向心力的合外力突然消失或变小时将做离心运动 解析 物体做什么运动取决于物体所受合外力与物体所需向心力的关系 只有当提供的向 心力小于所需要的向心力时 物体做离心运动 所以做离心运动的物体并没有受到所谓的 离心力的作用 离心力没有施力物体 所以离心力不存在 由以上分析可知 D 正确 答案 D 思维总结 1 物体做离心运动时易错误地认为物体受到了离心力的作用 其原因是误认为有向心 力必有离心力 当物体受到所谓的 离心力 时 便做离心运动 对于该问题要清楚力和 运动的关系 如 向心力突然消失时 物体将沿切线飞出 即保持匀速直线运动 这正是 物体惯性的表现 所以离心运动的本质原因是物体的惯性 条件是向心力突然消失或不足 以提供物体所需的向心力 2 易产生的另一个错误是误认为做离心运动的物体的运动轨道一定是直线 其原因是 教师 复备 栏 或学生 笔记栏 廉江市实验学校高中学部高一年级物理导学案 3 误认为物体做离心运动的 离心 指的是沿半径向外 只有做沿半径向外的直线运动才是 离心 运动 出现这一错误的原因还是没有从离心运动的本质 惯性的角度认识这一 运动 变式训练变式训练 1 一个做匀速圆周运动的物体 当实际提供的向心力小于其所需要的向心力 m 2r 时 则 A 将沿切线方向飞出做匀速直线运动 B 将做靠近圆心的曲线运动 C 将做远离圆心的曲线运动 D 将做平抛运动 二 离心现象的应用与防止二 离心现象的应用与防止 例 2 如图所示 A B 两个物体放在水平的旋转圆台上 动 摩擦力因数均为 A 的质量为 2m B 的质量为 m A B 距转轴的距离分别为 R 和 2R 设最大静摩擦力 等于滑动摩擦力 当圆台旋转并且转速增大时 哪个物体 先开始滑动 求 A B 将要滑动时圆台的角速度 A 和 B 分别为多少 解析 物体随圆台做圆周运动 由静摩擦力提供向心力 则 mg m 2r 其最大角速度 由于 rA rB 故最大角速度 A max B max 所以 B 先滑动 g r 由前面分析 物体将要滑动时 物体的角速度已达到最大值 则 A B g R g 2R 答案 B 先滑动 g R g 2R 变式训练 2 下列说法中错误的是 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 例 3 双选 洗衣机的甩干桶在转动时有一衣物附着在桶壁上 此时 A 衣服受到重力 桶壁的弹力和摩擦力 B 衣服随桶壁做圆周运动的向心力是摩擦力 C 桶壁的弹力随桶的转速的增大而增大 D 桶壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大 解析 衣服受到重力 桶壁的弹力和摩擦力 选项 A 正确 衣服在弹力充当的向心 力作用下做圆周运动 B 错误 转速增大 向心力增大 即弹力增大 C 正确 摩擦力与 重力是一对平衡力 因此 D 错误 答案 AC 廉江市实验学校高中学部高一年级物理导学案 4 课堂练习课堂练习 1 用绳子拴一个小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动 当绳子突然断了以后 物体的 运动情况是 A 沿半径方向接近圆心 B 沿半径方向远离圆心 C 沿切线方向做直线运动 D 仍维持圆周运动 2 双选 做离心运动的物体 它的速度变化情况是 A 速度的大小不变 方向改变 B 速度的大小改变 方向不变 C 速度的大小和方向可能都改变 D 速度的大小和方向可能都不变 3 双选 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现 打滑 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 4 双选 洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上 则此时 A 衣服受到重力 筒壁的弹力和摩擦力 B 衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力 C 筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大 D 筒壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大 5 下列哪些现象是为了利用物体产生离心运动 A 汽车转弯时要限制速度 B 转速很大的砂轮半径做得不能太大 C 在修建铁路时 转弯处内轨要低于外轨 D 工作的洗衣机脱水桶转速很大 课堂评价与反思 注 导学案的执笔由主备人签字 检查人由备课组长签字 审核签字由学部分管教学的副主任负责 每次 廉江市实验学校高中学部高一年级物理导学案 5 印刷完成后第一时间交两份到学部办存档 课后作业课后作业 1 双选 一个粗糙的水平转台以角速度 匀速转动 转台上有一质量为 m 的物块恰能随转台一起转动而 做匀速圆周运动 则下列说法正确的是 A 若增大角速度 物块将沿切线方向飞出 B 若增大角速度 物块将沿曲线逐渐远离圆心 C 若减小角速度 物块将沿曲线逐渐靠近圆心 D 若减小角速度 物块仍做匀速圆周运动 2 物体做离心运动时 运动轨迹的形状为 A 一定是直线 B 一定是曲线 C 可能是直线也可能是曲线 D 可能是一个圆 3 下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是 A 因为向心加速度的大小不变 故是匀变速运动 B 由于向心加速度的方向变化 故是变加速运动 C 用线系着的物体在光滑水平面上做匀速圆周运动 线断后 物体受到 离心力 作用而背离圆心运动 D 向心力和离心力一定是一对作用力和反作用力 4 在匀速转动的小型风扇扇叶上趴着一个相对扇叶静止的小虫 则小虫相对扇叶的运动趋势是 A 沿切线方向 B 沿半径指向圆心 C 沿半径背离圆心 D 无相对运动趋势 5 如图所示 一质量为 m 的物块 在细线的拉力作用下 沿较 大的光滑平面做匀速圆周运动 当细线突然断裂时 A 将沿切线方向做匀速直线飞出 B 将做靠近圆心的曲线运动 C 将做远离圆心的曲线运动 D 沿断裂时细线的方向向外匀速飞出 6 双选 假定雨伞面完全水平 旋转时 其上一部分水滴甩出来 下面关于伞面上雨滴的受力和运动情况 的说法中正确的是 A 越靠近转动轴的雨滴的向心加速度越小 B 雨滴离开雨伞时是沿半径方向离心而去的 C 雨滴离开雨伞后对地的运动为平抛运动 D 雨伞转得越快 雨滴落地的时间就越长 廉江市实验学校高中学部高一年级物理导学案 1 课堂练习答案 课堂练习答案 1 C 课堂练习答案 2 CD 课堂练习答案 3 BC 课堂练习答案 4 AC 课堂练习答案 5 D 课后作业课后作业答案 1 解析 物体恰能随转台一起转动 说明此时充当向心力的摩擦力恰好能够保证物体做圆周运动 如果增 大角速度 则需要的向心力要增大 而摩擦力不能再增大了 因此 物体就会逐渐远离圆心 B 答案正 确 若减小角速度 则需要的向心力减小 而摩擦力也可以减小 因此 物体仍做匀速圆周运动 D 答 案正确 答案 BD 2 解析 离心运动是指合力突然变为零或合力不足以提供向心力时物体逐渐远离圆心的运动 若合力突 然变为零 物体沿切线方向做直线运动 若合力比向心力小 物体做曲线运动 但逐渐远离圆心 故 A B D 错 C 对 答案 C 3 解析 匀速圆周运动是加速度大小不变方向时刻改变的运动 故 A 错误 B 正确 向心力是物体做匀速圆 周运动时受到的合力 离心力 根本不存在 故 C D 错误 选 B 答案 B 4 解析 可由静摩擦力的方向判断运动趋势