【配套K12】广东省佛山市高中物理第二章圆周运动第3节离心现象及其应用学案粤教版必修223922.pdf

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1、教育配套资料 K12 教育配套资料 K12 第三节离心现象及其应用 一、学习目标 1、知道什么是离心现象及其产生的条件 2、了解离心现象的应用 和危害及其防止 二、学习重点难点 体会离心现象 三、课前预习（自主探究）1 圆心运动（1）定义：做圆周运动的物体，在所受 突然消失或不足以提供圆周运动所需 的情况下，就做逐渐远离 的运动，这种运动现象就叫离心现象。（2）本质：离心现象是物体 的表现。2 离心运动的条件 （1）物体做离心运动的条件是：做圆周运动的物体所受的 消失或不足以提供圆周运动所需的向心力。（2）做离心运动的物体，其运动轨迹有两种可能：一是由于合外力不足以提供物体做圆周运动所需的 ，

2、物体的运动轨迹是逐渐 圆心的渐开线；另一种是合外力突然消失，物体由于惯性沿外力消失瞬间速度方向做 运动。3 离心现象的应用和防止（1）利用：在实际生活中，利用离心现象工作的机械叫 ，生活中常见的有离心分离器、洗衣机的脱水筒等。（2）危害：离心现象有时也是 ，应设法防止，如：汽车在转弯（尤其在下雨天）时冲出车道而发生事故，因此在转弯处安装限速的警示牌。高速转动的砂轮或飞轮在高速转动时容易飞出而伤人，因此在砂轮的外侧加一个保护罩。4(单选)物体做离心运动时，运动轨迹()A 一定是直线 B一定是曲线 C 可能是直线，也可能是曲线 D可能是圆 5(双选)在下列哪几种情况下，原来做圆周运动的物体将产生离

3、心运动()A 物体所受的合外力突然消失 B物体所受的合外力突然增强 C 物体所受的合外力小于所需的向心力 D物体所受的合外力大于所需的向心力 课前自主预习答案：四、课堂活动（1）小组合作交流 知识点 1：离心现象 教育配套资料 K12 教育配套资料 K12 在北京时间8 月11日凌晨结束的2012年伦敦奥运会女子链球决赛中，中国选手张文秀以 76 米 34 的成绩获得铜牌。张文秀连续两届奥运会获得铜牌，成为中国第一位连续两届奥运会获得奖牌的田径运动员。如右图所示为链球运动员张文秀投掷链球时情景。请思考下列问题(1)运动员未松手前链球做 运动.(2)运动员松手后链球做 运动.答案：(1)圆周运动

4、(2)离心运动 重点归纳 1 离心现象：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象 2 离心运动的实质物体惯性的表现 做匀速圆周运动的物体，由于本身有惯性，总是想沿着圆周切线方向运动，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

5、飞出，而是运动半径越来越大.3 离心运动的受力特点 物体做离心运动并不是受到“离心力”作用(“离心力”实际上是不存在的)，而是提供的向心力太小或突然消失的缘故 (2)如果提供的向心力太小，虽然物体的速度方向仍在变化，但变化较慢，因此物体会偏离原来的圆周而做离心运动，其轨迹为圆周和切线间的某一条曲线 5.离心运动轨迹的理解：分析物体是做圆周运动、离心运动还是向心运动，要 看外界提供的向心力与物体做圆周运动所需要的向心力的 关系(1)当Fm2r时，物体做匀速圆周运动；(2)当F0 时，物体沿切线方向飞出；(3)当Fm2r时，物体逐渐远离圆心；(4)当Fm2r时，物体逐渐靠近圆心 教育配套资料 K1

6、2 教育配套资料 K12 知识点 2：离心现象的应用与防止 任何事物都有两面性，离心运动也不例外，也存在利与弊，我们应该如何对待离心运动？图 2 3 3 探究 1：如图 2 3 3 左为洗衣机的脱水桶，当脱水桶转得比较慢时，水滴与衣服的附着力F足以提供所需的向心力，水滴做圆周运动；当脱水桶转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做离心运动，穿过脱水桶孔，飞到桶外洗衣机的脱水是 离心运动。探究 2：如图 2 3 3 右是砂轮防护罩，砂轮防护罩的功能是在不影响加工作业情况下，将人员与运动砂轮隔离，并当砂轮破坏时，有效地罩住砂轮碎片，保障人员安全。砂轮防护罩等是 离心运动的危害 答案:

7、利用，防止。重点归纳 1 离心现象应用：利用离心运动制成的离心机械，如离心干燥器、洗衣机的脱水筒等.2 离心现象防止：在汽车和火车转弯处，为防止离心运动造成的危害，一是限定汽车和火车的转弯速度不能太大；二是把路面筑成外高内低的斜坡以增大向心力 在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的，如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度 易错易混 1.离心运动本质：（）离心现象的本质是物体惯性的表现（）离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象 教育配套资料 K12 教育配套资料

8、K12 2.离心运动的特点：（1）做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞去 （2）做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出（3）做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力 （2）课堂小测 单项选择题 1 如右图所示，洗衣机脱水桶在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服()A 受到四个力的作用 B 所需的向心力由弹力提供 C 所需的向心力由重力提供 D所需的向心力由静摩擦力提供 2 物体做离心运动时，运动轨迹()A 一定是直线 B一定是曲线 C 可能是直线，也可能是曲线 D可能是

9、一个圆 3 长短不同的绳子能承受的最大拉力相等，各拴着一个质量相同的小球在光滑的平面上做匀速圆周运动，那么(C)A 当它们的线速度相同时，长绳易断 B当它们的角速度相同时，短绳易断 C 当它们的角速度相同时，长绳易断 D 无论怎样，都是短绳易断 4 盛有质量为m的水的水桶以手臂为半径使之在竖直平面内做圆周运动，水随桶转到最高点需要的向心力为m2R，则()A 当m2Rmg时，水就洒出来 B 当m2Rmg时，水就洒出来 C 当m2Rmg时，水就洒出来 D以上结论都不对 5 坐在行驶的公共汽车内的乘客发生与离心运动有关的现象是()A 乘客突然向前倾倒 B乘客突然向后倾倒 C 乘客上下振动 D 乘客因

10、为汽车向左转弯而向右侧倾倒 6 当汽车驶过凸形拱桥时，为使通过桥顶时汽车对桥的压力尽量小，司机应()A 以较小的速度过桥 B 以较大的速度过桥，但不能太大 C 以任何速度过桥 D 使通过桥顶的向心加速度尽量小 7.如图所示，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过A点时开始脱离圆环，则小球将做()A 自由落体运动 B 平抛运动 C 斜抛运动 D 螺旋状的运动 双项选择题 教育配套资料 K12 教育配套资料 K12 8 下列现象是为了防止物体产生离心运动的有()A 汽车转弯时要限制速度 B在修筑铁路时，转弯处的外轨高于内轨 C 离心水泵工作时 D投掷链球时 9 假定雨伞面完全水平，旋转时，其上一部分

11、水滴被甩出来，下列关于伞面上水滴的受力和运动情况的说法中正确的是()A 越靠近转轴的水滴，越难被甩出来 B 水滴离开雨伞时是沿半径方向离心而去 C 水滴离开雨伞后，对地的运动为平抛运动 D 雨伞转得越快，水滴落地的时间就越长 10一根长 60 cm的细绳，最多能承受 100 N的拉力用它吊起一质量为 4 kg的物体，当物体摆动起来经过最低点时，绳子恰被拉断问：(1)此时物体的速度多大？(2)若绳断时物体距地面 0.8 m，则物体落地时的速度大小是多少？(g取 10 m/s2)五、课外作业 六、课后反思 教育配套资料 K12 教育配套资料 K12 解：(1)绳子恰被拉断，物体受到绳子的最大拉力为 100 N，有 Tmgmv21L 则有v1TmgmL 100 N4 kg10 N/kg4 kg0.6 m3 m/s.(2)绳断后，物体以速度v1做平抛运动，设物体落地时的速度为v2，则有 h12gt2，vxv1，vygt，v2v2xv2y 解得v25 m/s.