离心现象教学设计

离心现象【授课目的】一、知识与技术1.知道若是一个力或儿个力的合力的收效是使物体产生向心加速度，它就是物体的向心力。会在详尽问题中解析向心力的本源。2.引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识解析实例，使学生深刻理解向心基础知识。

所受力的熟练掌握应用向心力知识解析两类圆周运动模型的步骤和方法。知道物体做离心运动的条件。认识离心运动的应用和防范。二、过程与方法1.经过对匀速圆周运动的实例解析，浸透理论联系实质的见解，提高学生的解析决问题的能力。2.经过对匀速圆周运动的规律也能够在变速圆周运动中使用，浸透特别性和一般间的辨证关系，提高学生的解析能力。3.运用启示式问题研究授课方法，激发学生的求知欲和研究动机；锻炼学生观察、析、抽象、建模的解决实责问题的方法和能力。

和解性之分三、感情、态度与价值观1.经过对儿个实例的解析，使学生明确详尽问题必定详尽解析。2.激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。3.培养学生的主动研究精神、应用实践能力和思想创新意识。4.经过离心运动的应用和防范的实例解析，使学生理解事物都是一分为二的，要学会用一分为二的见解来对待问题。【授课重点】1.理解做匀速圆周运动的物体碰到的向心力是由某儿个力的合力供应的，而不是一种特其他力；找出向心力的本源，理解并掌握在匀速圆周运动中合外力供应向心力。能用向心力公式解决有关圆周运动的实责问题。物体做离心运动所满足的条件。对离心运动的理解及其实例解析。【授课难点】火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；临界问题中临界条件的确定。9/9【授课过程】一、复习提问、新课导入复习关于向心力的本源向心力是按收效命名的力；2.任何一个力或儿个力的合力只要它的作用收效是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；3.不能够认为做匀速圆周运动的物体除了碰到物体的作用力以外，还要其他碰到向心力作用。二、新课授课-）车辆转弯时所需的向心力汽车在水平路面转弯模拟在水平路面上匀速行驶的汽车，提出问题：1）2）

汽车受儿个力作用？这儿个力的关系如何？（学生观察，画受力解析表示图）师生互动：汽车受重力、支持力、牵引力及摩擦力，其合力为零。过渡：那汽车转弯时状况会有何不同样呢？模拟平弯轨道汽车转弯状况，提出问题：1）2）

转弯与直进有何不同样？当汽车转弯时，它在水平方向做圆周运动。是什么力供应汽车做圆周运动所需的向心力呢？师生互动：解析向心力的本源（运用模型说明）1）向心力本源：静摩擦力⑵向心力方程：f=⑶最大速度：-盾受最大静摩擦力的限制。火车转弯模拟在平直轨道上匀速行驶的火车，提出问题：1）火车受儿个力作用？2）这儿个力的关系如何？9/9（学生观察，画受力解析表示图）师生互动：火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力，其合力为零。过渡：那火车转弯时状况会有何不同样呢？模拟平弯轨道火车转弯状况，提出问题：1）转弯与直进有何不同样？（2）当火车转弯时，它在水平方向做圆周运动。是什么力供应火车做圆周运动所需的向心力呢？师生互动：解析内外轨等高时向心力的本源（运用模型说明）1）2）

此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。外轨对轮缘的弹力供应向心力。3）由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。师设疑：那么应该如何解决这个问题？学生活动：发挥自己的想象能力，结合知识点设讣方案。提示：（1）设计方案目的是为了减少弹力（2）播放视频一一火车转弯学生提出方案：火车外轨比内轨高，使铁轨对火车的支持力不再是竖直向上。此时，支持力与重力不再平衡，他们的合力指向“圆心”，供应向心力，从而减少轮缘和铁轨之间的挤压。学生谈论：什么状况下能够完好使轮缘和铁轨之间的挤压消失呢？学生归纳：转弯处要选择内外轨合适的高度差，使转弯时所需的向心力完好由重力G和支持力FN来供应，这样外轨就不受轮缘的挤压了。师生互动：老师边画图边讲解做定量解析并归纳总结（过程略）假设弯道的倾角为&,则F=mgtanO,依照向心力的公式可得：v=Vgrtan^?能够看出，经过弯道时的限制速度的大小取决于弯道半径和倾角。师生互动：自行研究飞机转弯时的向心力。（二）竖直平面内的圆周运动解析1.汽车过拱桥问题：质量为m的汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r,求汽车经过桥的最高点时对桥面的压力。9/9解析：选汽车为研究对象，对汽车进行受力解析：汽车在竖直方向碰到重力G和桥对车的支持力Fi作用，这两个力的合力供应向心力、且向心力方向向下建立关系式：g==m学，则&=G-m?乂因支持力与汽车对桥的压力是一对作用力与反作用力，因此Fli；=G-m^o1）当u=“F时，F=0o（2）当0WuV妙时，0<F<mgo3）当V〉莎时，汽车将走开桥面，发生危险。小结：上述过程中汽车诚然不是做匀速圆周运动，但我们依旧使用了匀速圆周运动的公式。原因是向心力和向心加速度的关系是一种瞬时对应关系，即即是变速圆周运动,在某一瞬时，牛顿笫二定律同样建立，因此，向心力公式依旧适用。2.水流星教师演示“水流星”提出问题：1）最高点水的受力状况？向心力是什么？2）最低点水的受力状况？向心力是什么？3）：速度最小是多少时才能保证水不流出？学生谈论：最高点、最低点整体的受力状况。师生互动：在竖直平面内圆周运动能经过最高点的临界条件：（1）用绳系水桶沿圆周运动，桶内的水恰能经过最高点时，满足弹力F=0,重力供应向心力：得临界速度vo=7万。当水桶速度vNvo时才能经过最高点。2）若是是用杆固定小球使球绕杆另一端做圆周运动经最高点时，山于所受重力能够由杆给它的向上的支持力平衡，由=得临界速度vo=O。当小球速度v±O时，即可经过最高点。9/9（3）小球在圆轨道外侧经最高点时,/ng-F=7“?,当F=O时得临界速度vo=J历。当小球速度vWvo时才能沿圆轨道外侧经过最高点。（三）生活中的离心运动1.离心现象做圆周运动的物体，山于自己的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向，它之因此没有飞去是由于向心力连续地把物体拉到圆周上来，使物体同圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失，物体就沿切线方向飞去，离圆心越来越远。如用细绳拉着在圆滑水平面做匀速圆周运动的小球，若是细绳突然断了，小球就沿切线方向飞去；用旋转的砂轮磨制刀具时，原来做匀速圆周的砂轮微粒磨落后将沿切线飞去。显现旋转的砂轮磨制刀具除了向心力突然消失外，在合外力F不足以供应物体做圆周运动所需的向心力时,物体将偏离原来运动的圆轨道。当F<nuco2时，物体将沿切线和圆周之间的某条曲线运动，离圆心越来越远，以下列图，如在旋转的平台上滴儿滴墨水，平台转动较慢时，墨水能随转台做匀速圆周运动，当平台达到必然的转速时，墨水滴将做逐渐远离圆心的运动。2.离心运动做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失也许不足以供应圆周运动所需的向心力的状况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。1）离心运动的条件：当产生向心力的合外力突然消失，物体便沿所在地址的切线方向飞出。当产生向心力的合外力不完好消失，而可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。2）离心现象的实质一一物体惯性的表现做匀速圆周运动的物体，山于自己有惯性，总是想沿着切线方向运动。可是山于向心力作用，使它不能够沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动。若是供应向心力的合外力突然消失，物体山于自己的惯性，将沿着切线方向运动，这也是牛顿笫必然律的必然结果。若是提供向心力的合外力减小，使它不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动。9/9此时，物体逐渐远离圆心，但“远离”不能够理解为“背叛”。做离心运动的物体其实不是沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大。离心运动的应用和防范1）离心运动的应用①离心干燥器演示：把一块湿布放在离心干燥器的金属网笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以供应所需的向心力，使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力F不足以供应所需的向心力，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。②离心积淀器试管里的悬浊液积淀较慢，为了加速积淀，也可把试管装入离心计，利用离心运动的原理使其中的不溶微粒加速积淀。小朋友都爱吃的“棉花糖”，它的制作方法也应用了离心运动的原理。③洗衣机的脱水筒④用离心计把体温计的水银柱甩回玻璃泡内体温计盛水银的玻璃泡上方有一段特别细的缩口，测定体温后，升到缩口上方的水银柱因受缩口的阻力不能够自动缩回玻璃泡内，在医院里将好多用过的体温计装入水袋内放在离心机上，转动离心计，可把水银柱甩回到玻璃泡内。当离心计转得比较慢时，缩口的阻力F足以供应所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动；当离心计转得很快时，阻力F不足以挺供所需的向心力，水银柱做离心运动而回到玻璃泡内。在平常生活中我们平常是用手将体温计中的水银柱甩回玻璃泡内的。2）离心运动的防范①车辆转弯时要限速在水平路面上行驶的汽车，转弯时所需的向心力本源于静摩擦力。若是转弯时速度过大，所需的向心力F大于最大静摩擦力Fmm汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在转弯处，车辆行驶不同样意高出规定的速率。9/9②转动的砂轮和飞轮要限速高速转动的砂轮和飞轮等，都不得高出赞同的最大转速，若是转速过高，砂轮和飞轮内部分子间的相互作用力不足以供应所需的向心力时，离心运动会使它们破裂，棋至酿成事故。离心现象有时会造成危害，需要防范。比方汽车、火车在转弯时若速度高出赞同范用，就会因离心现象而造成严重交通事故。高速转动的砂轮，若转速过大，使组成砂轮的砂粒间的作用力不足以供应其所需的向心力，就会引起砂轮某些组成部分的离心现象而造成事故。【牢固练习】1.在水平路面上牢固转弯的汽车，向心力是（）水平面对汽车的静摩擦力水平面对汽车的滑动摩擦力汽车碰到的重力和水平面对汽车的支持力的合力汽车碰到的重力、水平面对汽车的支持力和汽车的牵引力的合力2.火车在水平轨道上转弯时，若转弯处内、外轨道同样高，则火车转弯时（）对外轨产生向外的挤压作用对内轨产生向外的挤压作用对外轨产生向内的挤压作用对内轨产生向内的挤压作用3.已知质量为的汽车，轮胎与地面间的最大静摩擦力为7000N,水平公路转弯处的半径为28m,g取10m/s2,则汽车转弯的最大速度为多少？以下列图，圆滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运下当列物关于离心现象的说小法球正将确沿的轨是迹（Pcba）它将A.若拉B.C.D.5.A?B.

若拉若拉若拉做匀动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动状况的说法正确的选项是（）运动9/9?做匀速圆周运动的物体，当它所受的所有力都突然消失时它将沿切线做直线运?做匀速圆周运动的物体，当它所受的所有力都消失时，它将做曲线运动6?以下列图，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过A点时开始走开圆环，则小球将做（）自由落体运动平抛运动斜上抛运动竖直上抛运动7.在人们经常有到的以下现象中，不属于离心现象的是（）A?舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开B.在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出C?满载黄砂或石子的卡车，在急转弯时，部分黄砂或石子会被甩出守门员把足球踢出后，球在空中沿着弧线运动8.以下哪些现象是为了防范物体产生离心现象的：①汽车转弯时要限制速度②转速很高的砂轮半径不能够做得太大③在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨④离心水泵工作时（）A.①②③B.②③?C.?@?D.?@?9?物体做离心运动时，运动轨迹（）A.必然是直线B.—C?可能是直线，也可能是曲线