202X学年高中物理第4章匀速圆周运动第4节离心运动课件鲁科版必修2

1、第第4节离心运动节离心运动学习目标学习目标核心提炼核心提炼1.知道什么是离心运动和离心运动产生的条件。知道什么是离心运动和离心运动产生的条件。2.了解离心机械的原理。了解离心机械的原理。3.了解离心运动的危害及防止，并会分析一些临了解离心运动的危害及防止，并会分析一些临界现象。界现象。1个概念个概念离心运动离心运动1个条件个条件离心运动产生的条件离心运动产生的条件一、离心运动一、离心运动阅读教材第阅读教材第8182页页“认识离心运动局部，知道离心现象，初步了解产生离心运认识离心运动局部，知道离心现象，初步了解产生离心运动的条件。动的条件。1.定义：做圆周运动的物体，在受到的合外力定义：做圆周运

2、动的物体，在受到的合外力_或者或者_提供圆周运提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将动所需要的向心力的情况下，将_圆心运动。圆心运动。2.产生条件：合外力产生条件：合外力_或者或者_提供物体做圆周运动所需要的提供物体做圆周运动所需要的向心力。向心力。突然消失突然消失缺乏以缺乏以远离远离突然消失突然消失缺乏以缺乏以思维拓展思维拓展如图如图1所示，链球比赛中，高速旋转的链球被放手后会飞出。汽车高速转弯时，假设所示，链球比赛中，高速旋转的链球被放手后会飞出。汽车高速转弯时，假设摩擦力缺乏，汽车会滑出路面。摩擦力缺乏，汽车会滑出路面。图图1(1)链球飞出、汽车滑出是因为受到了离心力吗？链球飞出、汽车滑

3、出是因为受到了离心力吗？(2)物体做离心运动的条件是什么？物体做离心运动的条件是什么？答案答案(1)不是，离心力实际并不存在。不是，离心力实际并不存在。(2)当向心力突然消失或合外力缺乏以提供所需向心力时，物体做离心运动。当向心力突然消失或合外力缺乏以提供所需向心力时，物体做离心运动。二、离心机械二、离心机械阅读教材第阅读教材第8283页页“离心机械局部，了解常用的几种离心机械。离心机械局部，了解常用的几种离心机械。有有_、离心铸造、离心铸造、 _ 、离心水泵等。、离心水泵等。离心别离器离心别离器洗衣脱水筒洗衣脱水筒三、离心运动的危害及其防止三、离心运动的危害及其防止阅读教材第阅读教材第83页

4、页“离心运动的危害及其防止局部，通过实例分析了解离心运动的离心运动的危害及其防止局部，通过实例分析了解离心运动的应用与防止。应用与防止。1.危害危害(1)飞机攀高或飞机攀高或_时，离心运动造成飞行员过荷。时，离心运动造成飞行员过荷。(2)汽车在汽车在_ (尤其在下雨天尤其在下雨天)时冲出车道而发生侧翻事故。时冲出车道而发生侧翻事故。2.防止防止(1)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物体运动的速度，使物体做圆周运动时所需的向心力_。(2)增大增大_，使其到达物体做圆周运动时所需的向心力。，使其到达物体做圆周运动时所需的向心力。翻飞旋转翻飞旋转转弯转弯减小减小合外力合外力思考

5、判断思考判断(1)做离心运动的物体一定受到离心力的作用。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。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。离心运动是物体惯性的表现。()答案答案(1)(2)(3)对离心运动的理解对离心运动的理解图图2精典例如精典例如例例1 如图如图3所示，小球从所示，小球从“离心轨道上滑下，假设小球经过离心轨道上滑下，假设小球经过A点时开场脱离圆环，那点时开场脱离圆环，那么小球将做么小球将做()A.自由落体运动自由落体运动 B.平抛运动平抛运动C.斜上抛运动斜上抛运动 D.竖直上抛运动竖直上抛运动思路探究思路探究(1)小

6、球脱离轨道时的速度方向如何？小球脱离轨道时的速度方向如何？(2)脱离轨道后，小球受力情况如何？脱离轨道后，小球受力情况如何？提示提示(1)小球脱离轨道时的速度方向斜向上。小球脱离轨道时的速度方向斜向上。(2)脱离轨道后，小球只受重力作用。脱离轨道后，小球只受重力作用。解析解析小球在脱离轨道时的速度是沿着轨道的切线方向的，即斜向上。当脱离轨小球在脱离轨道时的速度是沿着轨道的切线方向的，即斜向上。当脱离轨道后小球只受重力，所以小球将做斜上抛运动。道后小球只受重力，所以小球将做斜上抛运动。答案答案C离心现象的三点注意离心现象的三点注意(1)在离心现象中并不存在离心力，是外力缺乏以提供物体做圆周运动所

7、需的向心在离心现象中并不存在离心力，是外力缺乏以提供物体做圆周运动所需的向心力而引起的，是惯性的一种表现形式。力而引起的，是惯性的一种表现形式。(2)做离心运动的物体，并不是沿半径方向向外远离圆心。做离心运动的物体，并不是沿半径方向向外远离圆心。(3)物体的质量越大，速度越大物体的质量越大，速度越大(或角速度越大或角速度越大)，半径越小时，圆周运动所需要的，半径越小时，圆周运动所需要的向心力越大，物体就越容易发生离心现象。向心力越大，物体就越容易发生离心现象。针对训练针对训练1 如图如图4所示，光滑的水平面上，小球所示，光滑的水平面上，小球m在拉力在拉力F作用下做匀速圆周运动，假作用下做匀速圆

8、周运动，假设小球到达设小球到达P点时点时F突然发生变化，以下关于小球运动的说法正确的选项是突然发生变化，以下关于小球运动的说法正确的选项是()图图4A.F突然消失，小球将沿轨迹突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动做离心运动B.F突然变小，小球将沿轨迹突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动做离心运动C.F突然变大，小球将沿轨迹突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动做离心运动D.F突然变小，小球将沿轨迹突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心逐渐靠近圆心解析假设解析假设F突然消失，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，突然消失，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，A正确；正确；假设假设F突

9、然变小缺乏以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，突然变小缺乏以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，B、D错误；假设错误；假设F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，C错误。错误。答案答案A离心现象的应用与防止离心现象的应用与防止要点归纳要点归纳1.常见几种离心运动比照图示常见几种离心运动比照图示项项 目目实物图实物图原理图原理图现象及结论现象及结论洗衣机脱水筒洗衣机脱水筒当水滴跟物体的附着力当水滴跟物体的附着力F不足不足以提供向心力时，即以提供向心力时，即Fm2r，水滴做离心运动水滴做离心运动汽车

10、在水平路汽车在水平路面上转弯面上转弯当最大静摩擦力不足以提供向当最大静摩擦力不足以提供向心力时，即心力时，即fmaxm ，汽车，汽车做离心运动做离心运动用离心机把体用离心机把体温计的水银甩温计的水银甩回玻璃泡中回玻璃泡中当离心机快速旋转时，缩口处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对水银柱的阻力不足以提供向心力时，水银柱做离心运动进心力时，水银柱做离心运动进入玻璃泡内入玻璃泡内2.离心运动问题的分析思路离心运动问题的分析思路3.离心现象的防止离心现象的防止(1)汽车在公路转弯处限速：在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需要的向心力是由汽车在公路转弯处限速：在水平公路上行驶的汽车，转

11、弯时所需要的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力车轮与路面间的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩大于最大静摩擦力擦力fmax，汽车将做离心运动而造成车体侧滑，因此在公路转弯处汽车必须限速。，汽车将做离心运动而造成车体侧滑，因此在公路转弯处汽车必须限速。(2)转动的砂轮、飞轮限速：高速转动的砂轮、飞轮等转动的砂轮、飞轮限速：高速转动的砂轮、飞轮等,都不得超过允许的最大转速，都不得超过允许的最大转速，如果转速过高，砂轮、飞轮内局部子间的作用力缺乏以提供所需的向心力时，离心如果转速过高，砂轮、飞轮内局部子间的作用力缺乏以提供所需的向心力时，

12、离心运动会使它们破裂，甚至酿成事故。运动会使它们破裂，甚至酿成事故。精典例如精典例如例例2 (多项选择多项选择)如图如图5是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大平安速度，假设超过此速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑车转弯有一个最大平安速度，假设超过此速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题，以下论述正确的选项是动的问题，以下论述正确的选项是()图图5A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力摩托车所受外力的合力小于所需的向

13、心力C.摩托车将沿其线速度的方向与半径向外的方向之间做离心运动摩托车将沿其线速度的方向与半径向外的方向之间做离心运动D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析解析摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错误；项错误；摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明合力小于需要的向心力，说明合力小于需要的向心力，B项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向项正确；摩托车将在沿线速度

14、方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，之间做离心曲线运动，C项正确，项正确，D项错误。项错误。答案答案BC针对训练针对训练2 (2021福州高一检测福州高一检测)(多项选择多项选择)如图如图6甲所示，在光滑水平转台上放一木甲所示，在光滑水平转台上放一木块块A，用细绳的一端系住木块，用细绳的一端系住木块A，另一端穿过转台中心的光滑小孔，另一端穿过转台中心的光滑小孔O悬挂另一木块悬挂另一木块B。当转台以角速度当转台以角速度匀速转动时，匀速转动时，A恰能随转台一起做匀速圆周运动，图乙为其俯视图，恰能随转台一起做匀速圆周运动，图乙为其俯视图，那么那么()图图6A.当转台的角速度变为当转台的角速度变为1.5时，木块时，木块A将沿图乙中的将沿图乙中的a方向运动方向运动B.当转台的角速度变为当转台的角速度变为1.5时，木块时，木块A将沿图乙中的将沿图乙中的b方向运动方向运动C.当转台的角速度变为当转台的角速度变为0.5时，木块时，木块A将沿图乙中的将沿图乙中的b方向运动方向运动D.当转台的角速度变为当转台的角速度变为0.5时，木块时，木块A将沿图乙中的将沿图乙中的c方向运动方向运动解析解析木块木块A以角速度以角速度做匀速圆周运动时的向心力由细绳的拉力提供，大小等于木块做匀