物理：鲁科版 必修2 4.4 离心运动 （教案）

1、第四节离心运动教科书分析教材首先分析了离心现象的条件和离心运动的定义，然后从生产生活的实际问题出发，说明了离心运动的应用和危害，充分体现了学以致用的思想。当组合外力突然消失或组合外力不足以提供所需的向心力时，匀速圆周运动的物体将逐渐远离圆心，这种运动称为“离心运动”。当半径不变时，物体做圆周运动所需的向心力与角速度的平方(或线速度的平方)成正比。如果一个物体的角速度增加，但向心力没有相应地增加，从物体到圆心的距离就不能保持不变，而应该逐渐增加，使物体沿着螺旋线远离圆心。如果物体上的向心力突然消失，它将沿着切线方向远离圆心。它被称为离心机械。例如，离心液体分离器、离心加速器、离心水泵和离心球磨机

2、都利用了离心运动的原理。当然，离心运动是有害的，应该防止。例如，如果砂轮的转速超过规定的最大转速，砂轮的每个部分都会因离心运动而断裂。例如，当列车转弯时，如果速度过高，倾斜的路面和轨道所提供的向心力不足以维持其作圆周运动，就会因离心运动而造成脱轨事故。在学习离心练习的概念时，让学生通过充分的讨论明确几点：首先，一个物体在一个圆内运动，一旦失去向心力或缺乏向心力，就不再满足约束物体在原圆内运动的条件。这时，会出现物体偏离圆心的现象。其次，可以补充的是，当提供的向心力F大于物体所需的向心力mr2时，F mr2表现出向心趋势(越来越靠近圆心)。这使学生全面理解“当外力必须等于mr2时；只有物体才能做

3、匀速圆周运动”。第三，离心运动是物体惯性的表现，而不是“离心力”的结果。有些学生可能会问“离心力”的问题。教师可以解释说，这是在另一个参考系统(非惯性系统)中引入的一个概念，不会在中学学习。关于离心运动的应用和预防，可以引导学生进行讨论。教学重点：物体做离心运动的条件。教学难点：对离心运动的理解和实例分析。教具准备：离心转盘、离心干燥机等演示设备。课程表：l课时三维目标首先，知识和技能1.知道什么是离心运动；2.了解物体做离心运动的条件；3.了解离心运动的应用和预防。第二，过程和方法，1.通过分析离心现象的实例，提高学生综合运用知识解决问题的能力；2.培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。第

4、三，情感态度和价值观1.通过对离心运动的应用和预防的分析，学生可以了解到一切都是一分为二的，他们应该学会从一分为二的角度来看待问题；2.培养学生用理论解释实际问题的能力和习惯。教学过程导入新课小时候，我们大多数人都喜欢吃棉花糖，那时候一定很奇怪。为什么机器转动后，白砂糖会变成松软的“棉花”？匀速圆周运动的物体。它所受到的合力正好提供了它所需要的向心力。如果为其提供的外力消失或不足，物体将如何移动？这门课专门讨论这个问题。推广新课程首先，离心运动学生阅读教科书，了解离心运动。1.离心现象由于惯性，在圆周上运动的物体总是倾向于沿切线方向飞行一旦向心力突然消失，物体就会沿切线方向飞走，离圆心越来越远

5、。如果用一根绳子拉一个在光滑水平面上匀速圆周运动的球，如果绳子突然断裂，球就会沿切线方向飞走；用旋转砂轮磨削刀具时，磨削后圆周均匀的砂轮颗粒将沿切线飞行。多媒体课件显示带有旋转砂轮的磨具除向心力突然消失外，当合力F不足以提供圆周运动所需的向心力时，物体将偏离原来的圆周轨道。当F m2时，物体将沿着切线和圆之间的曲线移动，离圆心越来越远。如图所示，如果有几滴墨水滴落在旋转平台上，当平台缓慢旋转时，墨水会随着转盘做匀速圆周运动。当平台达到一定速度时，墨滴将逐渐远离圆心。2.离心运动当组合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力时，匀速圆周运动的物体将逐渐远离圆心，这种运动称为离心运动。(1)离

6、心运动条件：当产生向心力的合力突然消失时，物体沿其位置的切线方向飞出。当产生向心力的合力没有完全消失，而只是小于所需的向心力时，物体将沿着切线和圆周之间的曲线运动，并远离圆心。(2)离心现象的本质物体惯性的表现。由于惯性，匀速圆周运动的物体总是想沿切线方向运动。只是因为向心力，它不能沿切线方向飞出，而是被限制沿圆周运动。如果提供向心力的合力突然消失，物体将由于自身惯性而沿切线方向运动，这也是牛顿第一定律的必然结果。如果提供向心力的合力减小，这不足以将物体限制在圆内，物体将在半径更大的圆内运动。这时，物体逐渐远离圆心，但“远离”是不能理解的。二、离心运动的应用和预防1.离心运动的应用离心干燥机演

7、示：将一块湿布放入离心干燥机的金属网笼中。当网笼缓慢转动时，水滴与物体之间的附着力f足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动。当网笼快速旋转时，粘附力f不足以提供所需的向心力，因此水滴进行离心运动，穿过网并飞出网笼。离心沉淀器试管中的悬浮液慢慢沉淀。为了加速沉淀，也可以将试管放入离心机中，利用离心运动的原理，使试管中的不溶性颗粒加速沉淀。孩子们喜欢吃的“棉花糖”的制作方法也运用了离心运动的原理。洗衣机脱水缸(4)用离心机将温度计的水银柱扔回到玻璃灯泡中温度计中含汞的玻璃灯泡上方有一个非常细的颈口。测量体温后，由于缩颈的阻力，上升到缩颈上方的水银柱不能自动缩回到玻璃泡中。在医院里，许多用过的温度计

8、被放在水袋里，然后放在离心机上。当离心机缓慢旋转时，缩颈的阻力f足以提供所需的向心力，缩颈上方的水银柱做圆周运动。当离心机旋转非常快时，阻力F不足以支撑向心力，水银离心运动并返回玻璃泡。在日常生活中，我们通常用手把温度计里的水银扔回玻璃泡里。2.防止离心运动(1)转弯时的车速限制在水平道路上转动汽车所需的向心力来自静摩擦。如果转弯时速度太高，所需的向心力高速旋转的砂轮和飞轮不得超过最大允许速度。如果速度太高，砂轮和飞轮内的分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力，离心运动会使它们断裂，甚至导致事故。离心现象有时会造成伤害，需要预防。例如，如果汽车和火车在转弯时的速度超过了允许的范围，离心现象就

9、会造成严重的交通事故。如果高速砂轮的转速过高，则构成砂轮的沙粒之间的作用力不足以提供所需的向心力，这将导致砂轮的某些部件出现离心现象，从而导致事故。知识发展在日常生活中，许多人用“离心力”来解释离心现象。事实上，“离心力”的概念不够严格。一个物体的离心现象的发生不是因为任何作用在物体上的“离心力”，而是因为向心力减少或消失。此外，向心力本身也是一种以效应命名的力，它可以是作用力、几个作用力的合力或径向合力。1.当飞机俯冲并被拉起时，飞行员超重，也就是说，飞行员座位上的压力大于他承受的重力。这种现象也被称为过载。过载会导致飞行员变大过载过大时，飞行员出现脑缺血、四肢沉重、暂时性失明甚至晕厥。飞行

10、员可以通过加强训练来提高抗负荷能力。如图所示，这是一个训练飞行员的离心测试仪。当测试仪旋转时，受训者可以根据测试要求在测试舱内采取不同的坐姿和卧姿，测试离心对飞行员的影响。当离心测试仪旋转时，被测对象做匀速圆周运动。如图所示。2.有一个大型的游戏设备，这是一个大圆柱形容器。游客进入集装箱后靠墙坐着(见图)。当圆筒开始转动，转速逐渐增加时，游客会感到自己被紧紧地压在墙上，无法移动。当转速增加到一定程度时，地板和座椅一起突然塌陷。游客们很惊讶，但他们都惊讶地发现他们是安全的。请回答此时人们需要做圆周运动的向心力。什么力量平衡人们自身的重力？第三，巩固练习1.当物体离心运动时，运动轨迹.()A.它一

11、定是一条直线B.这一定是一条曲线C.它可以是直线或曲线D.它可能是一个圆2.物体M通过光滑的水平板上的小孔用金属丝与重物M连接，并作匀速圆周运动，如图所示。如果质量M减小，物体的轨道半径R、角速度和线速度V将如下变化.()A.r不变，V变小，变小B.r增加，降低，V保持不变C.r降低，V保持不变，增加D.r降低，保持不变，V降低3.如果汽车质量为m，水平曲线为半径为50 m的圆弧，汽车与地面之间的最大静摩擦力为汽车重量的0.2倍，为了防止汽车转弯时打滑，汽车在曲线上的最大速度是多少？(g需要10 m/s2)4.图中所示的仪器用于研究圆周运动。球A和球B可以在光滑的杆上无摩擦地滑动，两个球之间用

12、一条细的光线连接，马=2 MB。当仪器以角速度匀速旋转并达到稳定时，两个球与旋转轴之间的距离rA和rB保持不变，然后.()A.两个球的向心力相等B.rA=1/2rBC.两个球的向心加速度大小相等D.当增加时，B球向外移动参考答案：1.C 2。B 3.10米/秒4。AB课堂总结在这堂课上，我们利用圆周运动的知识来分析离心现象，并了解离心运动的条件。同时，当离心运动对我们有益时，我们需要使用它，当它对我们有害时，我们需要限制它。由于惯性，在圆周上运动的物体总是倾向于沿着圆周的切线方向飞行。当F=m2时，物体匀速圆周运动。当F=0时，物体沿切线方向飞出；当F m2时，物体逐渐接近圆心。黑板设计1.离心现象(1)物体离心运动的条件合力突然消失或不足以为圆周运动提供向心力。(2