高中物理：离心运动.docx

做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或所受外力不足以提供做圆周运动所需的向心力时，物体就做逐渐远离圆心的运动，称为离心运动。1、离心运动的条件：1）当产生向心力的合外力突然消失，物体便沿所在位置的切线方向飞出。2）当产生向心力的合外力不完全消失，而只是小于所需要的向心力，物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动，远离圆心而去。3）对离心运动的进一步理解当F=m2r时，物体做匀速圆周运动。当F= 0时，物体沿切线方向飞出。当Fm2r时，物体逐渐远离圆心。当Fm2r时，物体逐渐靠近圆心。2、离心现象的本质分析离心现象的本质物体惯性的表现。分析：做匀速圆周运动的物体，由于本身有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动。如果提供向心力的合外力突然消失，物体由于本身的惯性，将沿着切线方向运动，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。此时，物体逐渐远离圆心，但“远离”不能理解为“背离”。做离心运动的物体并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大 。3、离心运动的应用实例 洗衣机的脱水筒。洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴，在脱水筒工作时，水滴需要的向心力由什么决定？提供的向心力由什么决定？什么情况下，水滴将被甩出？转速高时容易甩干衣物，还是转速低时容易甩干衣物。 棉花糖的产生。砂糖先高温熔化成液态再被甩出即成棉花状。 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内。4、离心运动的防止实例 汽车拐弯时的限速。在公路转弯处，为什么车辆行驶不允许超过规定的速度？提供车子的向心力由什么决定？公交车转弯时，售票员或车上广播会提醒乘客：“前面转弯，请乘客站稳扶好。”为什么？ 高速旋转的飞轮、砂轮的限速。例、汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的最大静摩擦力是车重的0.10倍，要使汽车不至于冲出圆跑道，车速最大不能超过多少？解析：如果不考虑汽车行驶时所受的阻力，那么汽车在圆跑道匀速行驶时，轮胎所受的静摩擦力F（方向指向圆心）提供向心力。车速越大，所需向心力也越大，则静摩擦力F也越大，但本题中的向心力不可能超过路面作用于车的最大静摩擦力Fm，车重的0.10。设车速的最大值为vm，则得：    汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶时的速率不能超过，不然会冲出圆跑道，因为这时最大静摩擦力不足以提供汽车做圆周运动所需的向心力，汽车就脱离原来的圆跑道做离心运动了。阅读 377