《研究离心现象及其应用》 教案 (2).doc

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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.了解生活中的离心现象.2.理解离心现象产生的原因.3.知道离心现象的危害和应用．知识储备区一、离心现象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．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．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．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．危害及防止：车辆转变时易出现交通事故，弯道处，要对车辆限定速

2、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度.学习探究区一、生活中的离心现象[问题设计]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．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，汽车受到重力和地

3、面对它的摩擦力作用，没有“离心力”作用．[要点提炼]1．离心现象：物体逐渐远离圆心的现象．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出的趋势．二、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R的圆周做匀速圆周运动，线速度为v，运动中受到指向圆心的外力的合力为F，如图1所示．图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)如果运动中合外力F突然消失，即F＝0，物体将怎样运动？(3)假设运动中合外力F减小了，即F

4、需的向心力，你能推测出物体的运动轨迹吗？答案　(1)物体做匀速圆周运动．(2)物体沿切线方向做匀速直线运动．(3)物体做曲线运动，离圆心的距离越来越远．[要点提炼]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．合力与向心力的关系对圆周运动的影响若F合＝mω2R，物体做匀速圆周运动．若F合mω2R，物体做近心运动．3．离心运动的应用和防止(1)应用：洗衣机的甩干筒、离心制管技术．(2)防止：汽车在公路转弯处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮

5、的转速不能太高．典例精析一、对离心现象的理解例1　下列关于离心现象的说法正确的是(　　)A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象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．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．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

6、圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，根据牛顿第一定律，它将沿切线做匀速直线运动，故C正确，B、D错误．答案　C针对训练1　如图2所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是(　　)图2A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动答案　BC解析　若拉力突然变大，则小球将做近心运动，不会沿轨迹Pb做离心运动，A错误

7、．若拉力突然变小，则小球将做离心运动，但由于力与速度有一定的夹角，故小球将做曲线运动，B正确，D错误．若拉力突然消失，则小球将沿着P点处的切线运动，C正确．二、离心运动问题的分析例2　如图3所示，A、B两个物体放在水平的旋转圆台上，A、B与平合动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B的质量为m，A、B距转轴的距离分别为R和2R，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆台旋转并且转速增大时，哪个物体先开始滑动？并求A、B将要滑动时圆台的角速度ωA和ωB分别为多少？图3解析　物体随圆台做圆周运动，由静摩擦力提供向心力，则μmg＝mω2R，其最大角速度ω＝，由于R

8、AωBmax，所以B先滑动．由前面分析：物体将要滑动时，物体的角速度已达到最大值，则ωA＝