第2章 第3节　离心现象及其应用.doc

1、 第三节第三节 离心现象及其应用离心现象及其应用 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道什么是离心现象. 2.理解物体做离心运动的条件(重 点) 3.会用所学知识解决生产、 生活中的 离心运动问题(重点、难点) 4.知道离心运动在实际中的应用、 危 害与防止. 离 心 现 象 及 应 用 先填空 1离心现象的概念 做圆周运动的物体， 在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需要的向 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离心现象的条件 做圆周运动的物体所受外力提供的向心力小于它做圆周运动所需要的向心 力或向心力突然消失，物体做离心运动 3离心现象的应用 利用离心现象

2、工作的机械叫做离心机械离心干燥器、洗衣机脱水筒都是这 样的机械 4离心干燥器的原理 将湿物体放在离心干燥器的金属网笼里，当网笼转得较快时，水滴的附着力 不足以提供所需的向心力，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞离物体，因而使物 体甩去多余的水分 5离心分离器 使试管内的浑浊液体随试管快速转动， 其内所含的不溶于液体的固体微粒快 速沉淀下来，如图 2- 3- 1 所示 图 2- 3- 1 再判断 1做离心运动的物体一定受到离心力的作用() 2离心运动的轨迹可能是直线也可能是曲线() 3离心运动是物体惯性的体现() 后思考 图 2- 3- 2 有一种叫做“魔盘”的娱乐设施，如图 2- 3- 2 所示“

3、魔盘”转动很慢时， 盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开，当盘的转速逐渐增大时，盘上的 人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越明显，试分析发 生这种现象的原因 【提示】 人随盘一起转动，人所受的静摩擦力提供其向心力即 fmr2， 半径越大，所需的向心力越大，人所受的静摩擦力亦越大，当所需的向心力超过 人受的最大静摩擦力时，人会做离心运动，距离转动中心越远的人，越易滑动 合作探讨 如图 2- 3- 3 所示，链球比赛中，高速旋转的链球被放手后会飞出汽车高速 转弯时，若摩擦力不足，汽车会滑出路面请思考： 图 2- 3- 3 探讨 1：链球飞出、汽车滑出是因为受到了离心力吗？

4、【提示】 不是是因为向心力不足或消失 探讨 2：物体做离心运动的条件是什么？ 【提示】 物体受的合外力消失或小于圆周运动需要的向心力 核心点击 1离心运动的实质：离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象，它的 本质是物体惯性的表现。 做圆周运动的物体， 总是有沿着圆周切线飞出去的趋向， 之所以没有飞出去，是因为受到指向圆心的力 2离心运动的受力特点 物体做离心运动并非受到“离心力”的作用， 而是外力不足以提供向心力的 结果，“离心力”不存在 3合外力与向心力的关系(如图 2- 3- 4) 图 2- 3- 4 (1)若 F合mr2或 F合mv 2 r ，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需 要

5、” (2)若 F合mr2或 F合mv 2 r ，物体做半径变小的近心运动，即“提供过度”， 也就是“提供”大于“需要” (3)若 F合mr2或 F合m2r)时，物体将做“向心 运动” 离 心 运 动 的 危 害 及 防 止 先填空 1离心运动的危害 (1)由于离心现象，车辆转弯时易出现交通事故，因此在弯道处，都要对车 辆进行限速 (2)高速旋转的砂轮或飞轮破裂，会因碎片飞出造成事故，所以对转动的物 体要限定转速 (3)飞机攀高或翻飞旋转时，离心运动造成飞行员过荷 (4)汽车在转弯(尤其在下雨天)时冲出车道而发生事故 2离心运动的防止 (1)减小物体运动的速度，使物体做圆周运动时所需的向心力减少

6、 (2)增大合外力，使其达到物体做圆周运动时所需的向心力 再判断 1物体突然受到离心力的作用，将做离心运动() 2做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合外力突然变大时将做离心运 动() 3做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合力突然消失或变小时将做离 心运动() 后思考 我们小时候大都喜欢吃棉花糖，而且当时一定非常奇怪：为什么一颗一颗的 白砂糖，经过机器一转，就变成又松又软的“棉花”不断向外“飞出”呢？(如 图 2- 3- 7 所示) 图 2- 3- 7 【提示】 棉花糖机器应用了离心运动的原理 合作探讨 如图 2- 3- 8 所示，一群小朋友正在旋转盘上玩耍 探讨 1： 在旋转盘上， 开始时

7、有的人离转轴近一些， 有的人离转轴远一些 当 旋转盘加速时，哪些人更容易滑出去，为什么？ 图 2- 3- 8 【提示】 在旋转盘上，人与旋转盘一起转动，人与转盘间的静摩擦力提供 向心力，当最大静摩擦力不足以提供向心力时，人便开始滑动(近似认为最大静 摩擦力等于滑动摩擦力)当人开始滑动时，有 mgmr2，即 gr2，故可 知 r 越大越容易滑动，所以离转轴越远的人越容易滑动 探讨 2：要防止离心现象发生，该采取哪些措施呢？ 【提示】 (1)减小物体运动的速度，增加圆周运动的半径，使物体做圆周 运动时所需的向心力减小 (2)增大合外力，使其达到物体做圆周运动时所需的向心力 核心点击 1离心现象的防

8、止 (1)防止方法： 减小物体运动的速度，使物体做圆周运动时所需的向心力减小 增大合外力，使其达到物体做圆周运动时所需的向心力 (2)常见实例： 汽车、火车在弯道要限速，转动砂轮、飞轮要限速 2常见的两种离心运动 项目 实物图 原理图 现象及结论 洗衣机脱 水筒 当水滴受到物体的 附着力 F不足以提 供向心力时，即 Fm2r， 水滴做离 心运动 汽车在水 平路面上 转弯 当最大静摩擦力不 足以提供向心力 时，即 fmaxmv 2 r ， 汽车做离心运动 3下列哪个现象利用了物体的离心运动( ) A车转弯时要限制速度 B转速很高的砂轮半径不能做得太大 C在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨

9、D离心水泵工作时 【解析】 车辆转弯时限速、修筑铁路时弯道处内轨低于外轨都是为了防止 因为离心运动而发生侧翻事故， 转速很高的砂轮半径不能做得太大也是为了防止 因离心运动而将砂轮转坏离心水泵工作是运用了水的离心运动规律，选项 D 正确 【答案】 D 4汽车在水平地面上转弯，地面对车的摩擦力已达到最大值当汽车的速 率增大到原来的二倍时，若使车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应 ( ) 【导学号：35390030】 A增大到原来的二倍 B减小到原来的一半 C增大到原来的四倍 D减小到原来的四分之一 【解析】 汽车在水平路面上转弯，向心力由静摩擦力提供设汽车质量为 m，汽车与路面的动摩擦因数为

10、，汽车的转弯半径为 r，则 mgmv 2 r ，由此得 rv2，速率增大到原来的二倍，故转弯半径应增大到原来的四倍，C 项正确 【答案】 C 5洗衣机的脱水筒在工作时，有一衣物附着在竖直的筒壁上，则此时( ) A衣物受重力和摩擦力作用 B衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供 C筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大 D筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大 【解析】 对衣物研究：竖直方向受重力和摩擦力的作用且 fmg，摩擦力 f 不变，水平方向受弹力的作用，A、D 错；衣物随筒壁做圆周运动的向心力由 弹力提供，由 Nm2r 可知当角速度增大时，弹力 N 增大，B 错，C 对 【答案】 C 离心现象的三点注意 1在离心现象中并不存在离心力，是外力不足以提供物体做圆周运动所需 的向心力而引起的，是惯性的一种表现形式 2做离心运动的物体，并不是沿半径方向向外远离圆心 3物体的质量越大，速度越大(或角速度越大)，半径越小时，圆周运动所 需要的向心力越大，物体就越容易发生离心现象