離心現(xiàn)象及其應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)馮麗珊

第二章圓周運(yùn)動(dòng)

第4節(jié)離心現(xiàn)象及其應(yīng)用廣東省胡壯麗名師工作室馮麗珊新課標(biāo)·粵教版·高中物理·必修第二冊(cè)核心素養(yǎng)目標(biāo)一、物理觀念：知道什么是離心現(xiàn)象及其物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件。二、科學(xué)探究：通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，體會(huì)離心現(xiàn)象的產(chǎn)生條件。三、科學(xué)思維：應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，會(huì)分析生活中的離心現(xiàn)象。四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識(shí)離心現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用和危害。感悟科學(xué)是人類創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)，發(fā)展物理學(xué)習(xí)興趣，保持物理學(xué)習(xí)熱情。知識(shí)回顧：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于慣性，總有沿圓的切線飛出的傾向，為什么沒(méi)有沿切線飛出呢？mgFNFF提供向心力，使v方向時(shí)刻改變，從而物體能夠做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。合力消失合力不足小球沿著圓周切線飛出觀察思考：如果提供向心力的合力突然消失或不足時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？人遠(yuǎn)離圓心滑出v理論探究：提供向心力的合力突然消失或不足時(shí)，為什么小球會(huì)遠(yuǎn)離圓心呢？一、離心運(yùn)動(dòng)1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受_____突然____或____以提供圓周運(yùn)動(dòng)______________的情況下，就會(huì)做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。2.條件：3.本質(zhì)：慣性的表現(xiàn)合力所需的向心力消失不足拓展1：“離心力”并不是實(shí)際存在的力。拓展2：如果外力超出所需的向心力，物體將做“近心運(yùn)動(dòng)”（“向心運(yùn)動(dòng)”）如：衛(wèi)星的減速變軌。二、離心現(xiàn)象的應(yīng)用投擲鏈球離心脫水筒離心分離器雨傘甩干F拉提供鏈球圓周所需的向心力F需。松手時(shí)，F(xiàn)拉消失，鏈球沿圓的切線飛出。f附提供水珠圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F需。轉(zhuǎn)速增大時(shí)，當(dāng)f附達(dá)到最大值后，則不足以提供F需，水珠將做離心運(yùn)動(dòng)。f阻提供固體微粒圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F需。轉(zhuǎn)速增大時(shí)，當(dāng)f阻達(dá)到最大值后，則不足以提供F需，固體微粒將做離心運(yùn)動(dòng)。甩體溫計(jì)棉花糖的制作二、離心現(xiàn)象的應(yīng)用f阻提供水銀柱圓周所需的向心力F需?？焖偎w溫計(jì)時(shí)，f阻不足以提供水銀柱所需的向心力，水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入玻璃泡。f阻提供糖漿圓周所需的向心力F需。棉花糖機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，f阻不足以提供糖漿所需的向心力，糖漿做離心運(yùn)動(dòng)。三、離心現(xiàn)象的危害汽車轉(zhuǎn)彎砂輪西班牙火車轉(zhuǎn)彎脫軌汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輪與路面的f靜提供所需的向心力。若轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F大于最大靜摩擦力fmax，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故?；疖囖D(zhuǎn)彎時(shí)，所需的向心力是火車所受合力提供。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F大于合力，火車將做離心運(yùn)動(dòng)而脫軌。砂輪在使用過(guò)程中，若轉(zhuǎn)速過(guò)大，有可能使的砂輪內(nèi)部的分子間作用力不足以提供所需的向心力，則會(huì)發(fā)生破裂，碎片做離心運(yùn)動(dòng)飛出而造成事故。三、離心現(xiàn)象的危害要防止離心現(xiàn)象的危害，我們應(yīng)該采取什么措施？1.車輛轉(zhuǎn)彎處：限速3.高速旋轉(zhuǎn)的砂輪/飛輪外：加防護(hù)罩2.火車鐵軌轉(zhuǎn)彎處：鐵軌外高內(nèi)低1.關(guān)于離心現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()A.物體突然受到離心力的作用,將做離心運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí),產(chǎn)生離心現(xiàn)象

C.離心運(yùn)動(dòng)是物體背離圓心的運(yùn)動(dòng)

D.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的合外力消失或不足以提供所需要的向心力而遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)習(xí)題演練2、如圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過(guò)此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)．關(guān)于摩托車滑動(dòng)的問(wèn)題，下列論述正確的是（）摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用摩托車所受外力的合力小于所需的向心力摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去√√習(xí)題演練3、下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說(shuō)法正確的是（）水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出√習(xí)題演練4、某游樂(lè)場(chǎng)里的賽車場(chǎng)地為圓形，半徑為100m，一賽車與車手的總質(zhì)量為100kg，輪胎與地面間的最大靜摩擦力為600N。(g取10m/s2)(1)若賽車的速度達(dá)到72km/h，這輛車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑？(2)若將場(chǎng)地建成外高內(nèi)低的圓形，且傾角為30°，賽車的速度為多大時(shí)，車手感覺(jué)不到自己有相對(duì)車的側(cè)向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)？解：(1)做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力：故不會(huì)側(cè)滑(2)依題意，車手只受到支持力和重力，故：mgFNF合θθ習(xí)題演練5、如圖，水平轉(zhuǎn)盤中心有一個(gè)光滑的豎直小圓孔，質(zhì)量為m的物體A放在轉(zhuǎn)盤上，物體A到圓孔的距離為r，物體A通過(guò)輕繩與物體B相連，物體B的質(zhì)量也為m。若物體A與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω在什么范圍內(nèi)，才能使物體A隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)而不滑動(dòng)？(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g)解：角速度太大會(huì)導(dǎo)致離心現(xiàn)象，臨界值為ω1，故：角速度太小會(huì)導(dǎo)致近心運(yùn)動(dòng)，臨界值為ω2，故：要使A隨著轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)而不滑動(dòng)，角速度應(yīng)該滿足：ω2≤ω≤ω1由以上各式得：mgFNF拉=mgfmaxfmax小結(jié)一、離心運(yùn)動(dòng)1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所