《研究離心現(xiàn)象及其應(yīng)用》教案(2)

1、學(xué)案 5 研究離心現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.1. 了解生活中的離心現(xiàn)象 2 2 理解離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 3 3 知道離心現(xiàn) 象的危害和應(yīng)用.知識(shí)儲(chǔ)備區(qū)一、 離心現(xiàn)象1 1定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在某種情況下會(huì)脫離圓周做離開(kāi)圓心的運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象.2 2本質(zhì)：離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是由于物體具有慣性物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)總有沿切線方向飛 出的趨勢(shì).3 3.條件：所需的向心力突然消失，或所受到的指向圓心的合外力小于所需向心力時(shí).二、 離心現(xiàn)象的應(yīng)用與防止1 1應(yīng)用：制造水泥涵管，離心式水泵，離心式真空泵，離心分離器、洗衣機(jī)甩干衣物 等.2.2._危害及防止： 車(chē)輛轉(zhuǎn)變時(shí)易出現(xiàn)交通事故，彎道處，要對(duì)車(chē)輛限定速度.高速

2、旋轉(zhuǎn) 的砂輪或飛輪破裂，會(huì)因碎片飛出造成事故，所以要對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體限定速 _ . .學(xué)習(xí)探究區(qū)一、生活中的離心現(xiàn)象問(wèn)題設(shè)計(jì)1 1剛洗完的衣服內(nèi)含有很多的水，我們把它放入洗衣機(jī)的甩干筒中，開(kāi)啟電動(dòng)機(jī)，衣服上的水很快被甩沒(méi)了甩干筒工作時(shí)，轉(zhuǎn)速高時(shí)容易甩干衣服還是轉(zhuǎn)速低時(shí)容易甩干衣 服？答案轉(zhuǎn)速高時(shí).2.2.在電視上或生活中常見(jiàn)這樣的現(xiàn)象：在公路轉(zhuǎn)彎處，如果汽車(chē)車(chē)速過(guò)快，汽車(chē)容易沖出道路，造成事故，尤其在下雪天，更容易發(fā)生這種事故在汽車(chē)沖出道路時(shí)是駛向彎道的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)？發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)有“離心力”作用在汽車(chē)上嗎？答案 外側(cè).發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)，汽車(chē)受到重力和地面對(duì)它的摩擦力作用，沒(méi)有“離心力”作用.要點(diǎn)提

3、煉1.1.離心現(xiàn)象：物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的現(xiàn)象.2 2離心現(xiàn)象的本質(zhì)：物體具有慣性，物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)總有沿切線方向飛岀的趨勢(shì).、為什么會(huì)產(chǎn)生離心現(xiàn)象、離心現(xiàn)象的應(yīng)用問(wèn)題設(shè)計(jì)設(shè)質(zhì)量為m的物體，沿半徑為F的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度為v,運(yùn)動(dòng)(1)(1) 如果合外力F恰好等于向心力，即F=F向心，物體將怎樣運(yùn)動(dòng)？(2)(2) 如果運(yùn)動(dòng)中合外力F突然消失，即F= 0 0,物體將怎樣運(yùn)動(dòng)？(3)(3)假設(shè)運(yùn)動(dòng)中合外力F減小了，即F F向心，以致它不足以提供做線速度為V、半徑為R勺圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，你能推測(cè)出物體的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？答案(1)(1)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)(2) 物體沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)

4、.(3)(3) 物體做曲線運(yùn)動(dòng)，離圓心的距離越來(lái)越遠(yuǎn).要點(diǎn)提煉1 1離心運(yùn)動(dòng)的原因： 合力突然消失或不足以提供所需的向心力， 而不是物體又受到了 “離心力”.2 2合力與向心力的關(guān)系對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的影響2 . .若民=mwR,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若F合 mw2R物體做近心運(yùn)動(dòng).3.3.離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止(1)(1) 應(yīng)用：洗衣機(jī)的甩干筒、離心制管技術(shù).(2)(2) 防止：汽車(chē)在公路轉(zhuǎn)彎處必須限速行駛；轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高.典例精析一、對(duì)離心現(xiàn)象的理解例 1 1 下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是( () )A.A. 當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B.B. 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，

5、當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí)，它將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng)C.C. 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線做勻速直線 運(yùn)動(dòng)D.D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動(dòng)解析 向心力是按效果命名的，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需要的向心力是它所受的某個(gè) 力或幾個(gè)力的合力提供的，因此，它并不受向心力和離心力的作用.它之所以產(chǎn)生離心現(xiàn)象是由于F合 3Bmax,所以3 =由于RA R?， 故最大角速度由前面分析：物體將要滑動(dòng)時(shí)，物體的角速度已達(dá)到最大值，則答案B先滑動(dòng)、/鬃寸與R針對(duì)訓(xùn)練 2 2 物體n用細(xì)繩通過(guò)光滑的水平板上的小孔與裝有細(xì)沙的漏斗4 4 所示，如

6、果緩慢減小M的質(zhì)量，則物體的軌道半徑R,角速度3變化情況是（答案 B B解析 細(xì)繩拉力提供物體n做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力，當(dāng)緩慢減小M的質(zhì)量時(shí)，對(duì)n的拉力減小，拉力不足以提供向心力，物體n做離心運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半徑F增大，由牛頓第二定律得Mg=T=m32R,因?yàn)榧?xì)繩拉力T減小，半徑F增大，因此3減小，選項(xiàng) B B 正確.課堂要點(diǎn)小結(jié).離心現(xiàn)象的概念：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在某種情況下會(huì)脫離圓周做離開(kāi)圓心的運(yùn)動(dòng)離心現(xiàn)象 產(chǎn)生原因：向心力消失或指向圓心的力的合力小于所需 的向心力-應(yīng)用與防止自我檢測(cè)區(qū)1 1.（對(duì)離心現(xiàn)象的理解）下面關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是（）A.A. 物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)將離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)B.

7、B. 物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡一定是直線C.C. 做離心運(yùn)動(dòng)的物體一定不受外力作用D.D. 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力大小改變時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)M相連，并在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖A.A. R R 不變,3變小B B .R增大，3減小C.C. R R 減小,3增大D D .R減小，3不變圖 4 4答案 A A解析 物體遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)就是離心運(yùn)動(dòng)，故A A 正確；物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡可能是曲線，故 B B 錯(cuò)誤；當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力提供的向心力不足時(shí)就做離心運(yùn)動(dòng)， 合外力等于零僅是物體做離心運(yùn)動(dòng)的一種情況，故C C 錯(cuò)誤；當(dāng)物體所受指向圓心的合力增大時(shí)，將做近心運(yùn)動(dòng)，故 D D 錯(cuò)誤.

8、2.2.（離心現(xiàn)象的防止和應(yīng)用）關(guān)于離心現(xiàn)象，下列說(shuō)法不正確.的是（）A.A. 脫水桶、離心分離器是利用離心現(xiàn)象工作的B.B. 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)限制速度可以防止離心現(xiàn)象造成的危害C.C. 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)向心力來(lái)源突然增大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)D.D. 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)合外力消失時(shí)，它將沿切線做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案 C C解析脫水筒和離心分離器都是利用離心運(yùn)動(dòng)的原理進(jìn)行工作的，選項(xiàng) A A 正確；限制速 度，物體不容易做離心運(yùn)動(dòng)，加防護(hù)罩可以防止做離心運(yùn)動(dòng)的碎屑造成的傷害， 選項(xiàng) B B 正確; 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然增大時(shí)，物體做近心運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) C C 錯(cuò)誤；做圓 周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)所受的合外力消失時(shí)，物體以當(dāng)時(shí)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 即沿圓周的切線做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D D 正確，本題答案為 C.C.3.3.（離心運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析）如圖 5 5 所示，水平轉(zhuǎn)盤(pán)上的A、B C三處有三塊可視為質(zhì)點(diǎn)的由同一種材料做成的正方體物塊.B C處物塊的質(zhì)量相等且為mA處物塊的質(zhì)量為 2 2m點(diǎn)A、B與軸O的距離相等且為R,點(diǎn)C到軸O勺距離為 2 2R轉(zhuǎn)盤(pán)以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A B、CA.A.C處物塊的向心加速度最大B.B. A A 處物塊受到的靜摩擦力最小C.C.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，最先滑動(dòng)起來(lái)的是C C 處的物塊D.D.當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時(shí)，最后滑動(dòng)起來(lái)的只是 A A 處的物塊答案 AC