第4节离心运动 (2).ppt

永定一中卢永生,第4节离心运动,1定义：物体逐渐远离圆心的现象，称为离心运动,f=mr2,较小时,fm=mg=mr02,增大时,f也增大,0时,mg,(1)若F合mr2或F合,物体做离心运动,物体做近心运动,“提供”不足“需要”,“提供”大于“需要”,4.本质:,物体惯性的表现,做圆周运动的物体，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力作用的缘故从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切线方向拉到圆周上来一旦作为向心力的合外力突然消失，物体就会沿切线方向飞出去,C,(1)离心运动并不是受“离心力”的作用产生的运动,(4)离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动,（3）物体做离心运动并不是物体受到离心力作用而是由于外力不能提供足够的向心力,（2）所谓“离心力”也是由效果命名的，实际并不存在,二、离心运动的利用,离心机械,是增大转速，使提供的外力小于所需要的向心力，使之产生离心运动,2.生活中的离心机械：如离心分离器、洗衣机的脱水筒（离心干燥器),例题2：如图所示，洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中不正确的是()A脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的B水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故C加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好D靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好,将湿衣物放在脱水筒内，当脱水筒转得较快时，水滴的附着力不足以提供水滴做圆周运动所需的向心力，水滴做离心运动离开衣物，从而起到脱水的效果,1.离心机械的原理：,演示实验,B,3.生活中的离心机械：离心式水泵、大型医院中把温度计的水银甩回玻璃泡中的离心机等,水泵内的叶轮高速旋转时带动叶片间的水一起转动并将水甩出水管口，同时在叶轮中心附近形成一个低压区，在大气压力的作用下，水沿着进水管进入泵体如此循环，水泵就能不断地把水抽出,例题3：试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图所示，当转盘以一定角速度转动时()A血液中密度大的物质将聚集在管的外侧B血液中密度大的物质将聚集在管的内侧C血液中密度大的物质将聚集在管的中央D血液中的各物质仍均匀分布在管中,A,三、离心运动的防止,飞机攀高或翻飞旋转时，离心运动会造成飞行员瞬间大脑贫血，四肢沉重，这种现象叫过荷,汽车、火车在转弯时，速度越大，所需的向心力就越大，当其所受的合力不足以提供所需的向心力时，汽车、火车就会失去控制，从而造成交通事故.,砂轮、飞轮转动时也要限定转速，以砂轮为例，转速过大，砂轮内部的分子之间的作用力不足以提供其做圆周运动所需的向心力时，就会在转动中破裂，造成事故,例题4：下列哪些现象是为了防止物体做离心运动？()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,ABC,例题5：如图所示，某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为100m，一赛车和选手的总质量为100kg，车轮与地面间的最大静摩擦力为600N若赛车的速度达到72km/h，这辆车在运动过程中会不会发生侧移？,解析：赛车在场地上做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，如图,赛车做圆周运动所需的向心力为F400N600N,所以赛车在运动过程中不会发生侧移,思考：速度非常大会怎么样？,火车转弯问题,1）火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力等于零。,2）火车转弯时，火车做曲线运动，所受的合外力不等于零，合外力又叫向心力，方向指向圆心。,外轨对轮缘的弹力就是使火车转弯的向心力,为了使铁轨不易损坏，在转弯处使外轨略高于内轨，受力图如下，重力和支持力的合力提供了向心力；这样，外轨就不受轮缘的挤压了。,例题6：铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是1435mm。规定火车通过这里的速度是72km/h，内外轨的高度差应该是多大才能使外轨不受轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于72km/h，会分别发生什么现象？说明理由。,解：火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供，如图所示：,试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？,当V越大时，则越大，N越小。,当V增大某一值时，N=0，,此时：,汽车过桥问题,四、离心运动的分析和计算,(1)当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度0.(2)当A开始滑动时，圆盘的角速度.(3)当A即将滑动时，烧断细线，A、B将如何运动？,解析：(1)由于RBRA，当圆盘以转动时，物体B所需向心力更大，当增大到某一数值时，圆盘对B的最大静摩擦力不足以提供其所需向心力，细线开始被拉紧产生拉力.,得03.65rad/s；,由牛顿第二定律得kmgmr02,(2)当A开始滑动时，设细线产生的拉力为F，对B：kmgFmRB2，对A：kmgFmRA2，即2kmgm(RARB)2,得0=4rad/s；,例题7：如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放置两个和细线相连的、质量均为m的小物体A、B，它们到转轴的距离分别为RA20cm，RB30cm，A、B与盘面间的最大静摩擦力均为其重力的0.4倍，试求：(取g10m/s2),(3)烧断细线后，细线上张力消失，A与盘面间静摩擦力减小，继续随盘做匀速