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1、学案 5 研究离心现象及其应用 学习目标定位1. 1. 了解生活中的离心现象 2 2 理解离心现象产生的原因 3 3 知道离心现 象的危害和应用. 知识储备区 一、 离心现象 1 1定义：做圆周运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动的现象. 2 2本质：离心运动的本质是由于物体具有惯性物体做圆周运动时总有沿切线方向飞 出的趋势. 3 3.条件：所需的向心力突然消失，或所受到的指向圆心的合外力小于所需向心力时. 二、 离心现象的应用与防止 1 1应用：制造水泥涵管，离心式水泵，离心式真空泵，离心分离器、洗衣机甩干衣物 等. 2.2. _ 危害及防止： 车辆转变时易出现交通事故，弯道处
2、，要对车辆限定速度.高速旋转 的砂轮或飞轮破裂，会因碎片飞出造成事故，所以要对转动的物体限定速 _ . . 学习探究区 一、生活中的离心现象 问题设计 1 1刚洗完的衣服内含有很多的水，我们把它放入洗衣机的甩干筒中，开启电动机，衣 服上的水很快被甩没了甩干筒工作时，转速高时容易甩干衣服还是转速低时容易甩干衣 服？ 答案转速高时. 2.2. 在电视上或生活中常见这样的现象：在公路转弯处，如果汽车车速过快，汽车容易 冲出道路，造成事故，尤其在下雪天， 更容易发生这种事故在汽车冲出道路时是驶向弯道 的内侧还是外侧？发生这种现象时有“离心力”作用在汽车上吗？ 答案 外侧.发生这种现象时，汽车受到重力和
3、地面对它的摩擦力作用， 没有“离心力” 作用. 要点提炼 1.1. 离心现象：物体逐渐远离圆心的现象. 2 2离心现象的本质：物体具有惯性，物体做圆周运动时总有沿切线方向飞岀的趋势. 、为什么会产生离心现象、离心现象的应用 问题设计设质量为m的物体，沿半径为F的圆周做匀速圆周运动，线速度为 v,运动 (1)(1) 如果合外力F恰好等于向心力，即F= F向心，物体将怎样运动？ (2)(2) 如果运动中合外力F突然消失，即F= 0 0,物体将怎样运动？ (3)(3) 假设运动中合外力F减小了，即F F向心，以致它不足以提供做线速度为 V、半径为R勺 圆周运动所需的向心力，你能推测出物体的运动轨迹吗
4、？ 答案(1)(1)物体做匀速圆周运动. (2)(2) 物体沿切线方向做匀速直线运动. (3)(3) 物体做曲线运动，离圆心的距离越来越远. 要点提炼 1 1离心运动的原因： 合力突然消失或不足以提供所需的向心力， 而不是物体又受到了 “离心力”. 2 2合力与向心力的关系对圆周运动的影响 2 . . 若民=mw R,物体做匀速圆周运动. 若F合 mw 2R物体做近心运动. 3.3. 离心运动的应用和防止 (1)(1) 应用：洗衣机的甩干筒、离心制管技术. (2)(2) 防止：汽车在公路转弯处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高. 典例精析 一、对离心现象的理解 例 1 1 下列关于离
5、心现象的说法正确的是 ( ( ) ) A.A. 当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B.B. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动 C.C. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做匀速直线 运动 D.D. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动 解析 向心力是按效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个 力或几个力的合力提供的，因此，它并不受向心力和离心力的作用. 它之所以产生离心现象 是由于F合 3 Bmax, 所以 3 = 由于RA R?， 故最大角速度 由前面分析：物体将要
6、滑动时，物体的角速度已达到最大值，则 答案B先滑动、/鬃寸与R 针对训练 2 2 物体n用细绳通过光滑的水平板上的小孔与装有细沙的漏斗 4 4 所示，如果缓慢减小 M的质量，则物体的轨道半径 R,角速度3变 化情况是（ 答案 B B 解析 细绳拉力提供物体n做圆周运动需要的向心力，当缓慢减小 M的质量时，对n的拉 力减小，拉力不足以提供向心力，物体 n做离心运动，运动半径 F增大，由牛顿第二定律得 M g = T= m3 2R,因为细绳拉力T减小，半径F增大，因此3减小，选项 B B 正确. 课堂要点小结 .离心现象的概念：做圆周运动的物体，在某种情况下会 脱离圆周做离开圆心的运动 离心现象
7、产生原因：向心力消失或指向圆心的力的合力小于所需 的向心力 -应用与防止 自我检测区 1 1.（对离心现象的理解）下面关于离心运动的说法，正确的是 （ ） A.A. 物体做离心运动时将离圆心越来越远 B.B. 物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线 C.C. 做离心运动的物体一定不受外力作用 M相在做匀速圆周运动，如图 A. RA. R 不变, 3变小 B B . R增大，3减小 C. RC. R 减小, 3增大 D D . R减小，3不变 图 4 4 D.D. 做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动 答案 A A 解析 物体远离圆心的运动就是离心运动，故 A A 正确；物体做离心运
8、动时其运动轨迹可 能是曲线，故 B B 错误；当做圆周运动的物体所受合外力提供的向心力不足时就做离心运动， 合外力等于零仅是物体做离心运动的一种情况，故 C C 错误；当物体所受指向圆心的合力增大 时，将做近心运动，故 D D 错误. 2.2. （离心现象的防止和应用）关于离心现象，下列说法不正确.的是（ ） A.A. 脱水桶、离心分离器是利用离心现象工作的 B.B. 汽车转弯时限制速度可以防止离心现象造成的危害 C.C. 做圆周运动的物体，当向心力来源突然增大时做离心运动 D.D. 做圆周运动的物体，当合外力消失时，它将沿切线做匀速直线运动 答案 C C 解析脱水筒和离心分离器都是利用离心运
9、动的原理进行工作的，选项 A A 正确；限制速 度，物体不容易做离心运动，加防护罩可以防止做离心运动的碎屑造成的伤害， 选项 B B 正确; 做圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然增大时，物体做近心运动，选项 C C 错误；做圆 周运动的物体，当所受的合外力消失时，物体以当时的速度做匀速直线运动， 即沿圆周的切 线做匀速直线运动，选项 D D 正确，本题答案为 C.C. 3.3. （离心运动问题的分析）如图 5 5 所示，水平转盘上的 A、B C三处有三块可视为质点的 由同一种材料做成的正方体物块. B C处物块的质量相等且为 mA处物块的质量为 2 2m点A、 B与轴O的距离相等且为 R,点C到轴O勺距离为 2 2R转盘以某一角速度匀速转动时， A B、C A.A. C处物块的向心加速度最大 B.B. A A 处物块受到的静摩擦力最小 C.C. 当转速增大时，最先滑动起来的是 C C 处的物块 D.D. 当转速继续增大时，最后滑动起来的只是 A A 处的物块 答案 ACAC 处的物解析 A、B C处的滑块没有发生滑动时角速度相同，由 a= w 2减卩C处物块的向心加速 度最大，A A 选项正确，由f = F= mw 2R知B处的物块的静摩擦力最小， B B 选项错误，因f静=卩m g,所以当转速增大时， C处的物块最先滑动，选项 C C 正确，D D 选项错误. .