§24研究离心现象及其应用(xue)

1、高一级物理必修二课堂有效教学学案2014年3刀29 口课题 2.3研究离心现象及其应用课型新授课(1课时)撰写人教学流程设计：预习基础知识x上、一、离心现象1. 定义:做运动的物休，在某种情况卜会脱离圆周做离开的运动的现象。2. 本质：离心运动的本质是由于物体具有。物体做圆周运动时总有沿方向飞出的趋势。3. 条件：所受的向心力,或所受:到的指向圆心的合外力所需向心力时。【判一判】(1) 做离心运动的物体一定受到离心力的作用。()(2) 离心运动是沿半径向外的运动。()(3) 离心运动是物体惯性的表现。()二、离心现彖的应用与防止1. 应用：制造水泥涵管，,离心真空泵，、洗衣机甩干衣物等。2.

2、危害及防止：车辆转弯时易出现交通事故，弯道处，要对车辆°高速旋转的砂轮或飞轮破裂,会因碎片飞出造成事故，所以要対转动的物体o【想一想】雨伞转动时，伞面上的水滴被丿11出(如图甲)。现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施(如图乙，v甲乙“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被电开)，当盘的转速逐渐增大吋，盘上的 人便逐渐向边缘滑去，离转动屮心越远的人，这种滑动的趋势越厉害。水滴、“魔盘”上的人被甩出去 的原因是什么？归纳核心要点一、对离心运动的理解【探究导引】如图所示，在离心运动体验装置上的体验者站立不稳纷纷“离心”，仔细观察后请思考:(1) 什么力提供体验者的向心力？当装置

3、转动的角速度增加时，体验者会有什么感觉？(2) 若装置内部平面突然变得非常光滑，体验者做什么运动？【要点整合】1 离心运动的实质离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现彖，它的本质是物体惯性的表现。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，是因为受到指向圆心的力作用的缘故。2.合外力与向心力的关系做离心运动的物体并非受到离心力的作用，而是合外力不足以提供向心力的结果。具体来看合外力与向心力的关系如图所示：若卩合=加或心=加物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”。2若f合2r或心m-物体做半径变小的近心运动，即“提供过度”，也就是“提供”大于“需 要”。2若fm（o

4、2r或f合 加宁则外力不足以将物体拉回到原轨道上，物体做离心运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足”。若fgo,则物体沿切线方向做直线运动。【特别提醒】（1）离心运动不是沿半径方向向外远离i员i心的运动。做离心运动的物体并非受到离心力的作用，而是合外力不足以提供向心力的结果。【典例1】（2012无锡高一检测）下面关于离心运动的说法，正确的是（）a. 物体做离心运动时将离圆心越来越远b. 物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线c. 做离心运动的物体一定不受外力作用d. 做匀速|员i周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动【总结提升】离心运动问题的分析技巧（1）物体所受的合外力是否满足物体做圆周

5、运动所需要的向心力，即“提供”是否满足“需求”。物体做 圆周运动所需要的向心力越人，物体就越容易发生离心现象。（2）离心现象是做鬪周运动的物体所受合力减小或合力突然消失时所发生的现彖，而不是离心力大于向心 力的缘故。当提供向心力的合力人于需要的向心力（f合"2旳时，物体将做“近心运动”。【变式训练】物体做离心运动时，运动轨迹的形状为（）a. 定是直线b.定是曲线d.可能是一个圆c.可能是肓线也可能是111线二、离心现象的应用与防止【探究导引】观察以上图片，请思考：汽车在转弯时为什么要限速？(2)要防止离心现象的发生可采取哪些办法?【要点整合】项忖实物图原理图现象及结论洗衣机脱水筒当水

6、滴受到物体的附着 力f不足以提供向心力,即f<m w * 1 2r,水滴做离心 运动汽车在水平路面上转弯用离心机把体温计的水银甩回玻璃泡中当最大静摩擦力不足以 提供向心力时，即2/max < m汽牛做因心运动当离心机快速旋转时, 缩口处对水银柱的阻力 不足以提供向心力，水 银柱做离心运动进入玻 璃泡内1 几种常见离心运动的对比图示转时，下列说法屮正确的是（）a. 若三个物体均耒滑动，c物体的向心加速度最大b. 若三个物体均未滑动，b物体受到的摩擦力最大c. 转速增加，a物体比b物体先滑动d. 转速增加，c物体先滑动【变式训练】下列哪些措施是为了防止物体产生离心运动的（）a. 汽车转

7、弯时限制速度b. 转速很高的砂轮半径不能做得a人c. 在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨耍低于外轨d. 离心水泵工作时【变式备选】某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为100 m, 一赛车和车手的总质量为100 kg,轮胎与地面间的最大静摩擦力为600 no（1）若赛车的速度达到72 km/h,这辆车在运动过程中会不会发生侧滑？（2）若将场地建成外高内低的圆形，j1倾角为30° ,赛车的速度多大时，司机感觉不到口己有相对车的侧 向的运动趋势？【温馨提示】物体做匀速圆周运动即将出现离心现象时，出现临界悄况，分析此类问题要抓住临界状态。 画备选例题、离心运动的应用【典例】在质屋为m的电动机飞轮上

8、固定着一个质量为m的重物，巫物到转动的轴的距离为厂如图所示，为了使放在地而上的电动机不会跳起，电动机e轮的角速度不能超过（）a.m +m mrb.积累解题技能txf圆周运动中的超重与火重问题讨论物体在竖宜面内做圆周运动的超重、失重问题时，m从以下两个方面考虑:(1) 对于超重、失重问题，常常通过分析加速度作出判断：加速度向上时物体处于超重状态，加速度向下 时处于失重状态。(2) 物体做匀速閲周运动时，加速度时刻指向闘心，当其竖直分量向上时物体处于超重状态，当其竖直分 最向下时物体处于失重状态。【案例展示】(2012 大连高一检测)如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒了中，盒了的边长 略大

9、于球的点径。某同学拿着该盒子在竖直平而内做半径为r的匀速圆周运动，已知重力加速度为g,空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，贝m )a. 在最鬲点小球的速度水平，小球既不超重也不失重b. 小球经过与闘心等高的位置时,处于超垂状态c. 盒子在最低点时对小球弹力人小等于2 mg,方向向上d. 该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2疋耳【名师点评】通过以上解析，不难得到求解该类问题的两个方面:(1) 物体在竖直面内做匀速圆周运动时，经过高于圆心的位證时，竖直加速度向卜-处于失重状态；经过低 于圆心的位置时，竖直加速度向上处于超重状态。(2) 通过対物体进行竖直方向上的受力和加速度方向

10、的分析得出英超重、失重的情况。检测9学业达标1. 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2. 市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播小就要播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好 扶手”，这样口)以()a. 提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时向前倾倒b. 提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时向后倾倒c. 主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时向转弯的外侧倾倒d. 主要是捉醒站着的乘客拉好扶手，以免乍辆转弯时向转弯的内侧倾倒3. 假

11、定雨伞而完全水平，旋转时，其上一部分雨滴甩出来，卜面关于伞面上雨滴的受力和运动時况的说法中正确的是()a. 越靠近转轴的雨滴所需的向心力越小b. i*j滴离开i*j伞时是沿背离转轴的方向离心而去的c. 雨滴离开雨伞后对地的运动是平抛运动d. 雨伞转得越快，雨滴落地的吋间就越长4. 如图所示，一质量为m的物块，在细线的拉力作用下，沿较人的光滑水平面做匀速圆周运动，当细线 突然断裂时物块（）a.将沿切线方向做匀速直线运动 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.沿断裂时细线的方向向外匀速飞出5. 辆质量m=2x io3 kg的汽车在水平公路上行驶，经过半径r=50 m的弯路时，如果车速v=72 km/h, 这辆汽车会不会发生侧滑？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力/max =1.4x1042vo作业 布置课后作业下节课预习内容教后感2.离心现象的防止(1)防止方法： 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。 增大合外力