教科版物理必修2 第二章 第3節(jié) 圓周運動的實例分析3 從供需關(guān)系理解離心現(xiàn)象（講義）

1、.高中物理從供需關(guān)系理解離心現(xiàn)象一、考點打破：考點課程目的備注離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因1. 掌握離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因2. 會從供需關(guān)系分析離心現(xiàn)象3. 知道如何防止和利用離心現(xiàn)象高考中以選擇題的形式出現(xiàn)，重點考察離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，在豎直面內(nèi)圓周運動的供需關(guān)系中的臨界二、重難點提示：重點：掌握離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。難點：從供需關(guān)系分析離心現(xiàn)象。一、離心現(xiàn)象1. 離心運動做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失或者缺乏以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動。2. 物體做離心運動的條件F合 < F向3. 根據(jù)合外力與向心力的關(guān)系判斷物體是否做離心運動當(dāng)F合=F向時勻速圓周運動；當(dāng)F

2、合<F向時逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動；當(dāng)F合>F向時逐漸靠近圓心的運動?！痉椒ㄖ笇?dǎo)】判斷物體是否做離心運動思路：物體在半徑方向所受合外力為提供，即：F供；物體做圓周運動所需要的向心力為需要，即：F需=F向=m。1對物體受力分析，求出可以提供的合力F合；2根據(jù)物體的運動，求出物體做圓周運動所需要的向心力F向=m2r=mv2/r；3比較F合與F向的大小，確定物體的運動情況?！菊`區(qū)點撥】1離心現(xiàn)象是做圓周運動的物體向心力缺乏或失去向心力所致的現(xiàn)象；2離心現(xiàn)象的本質(zhì)是慣性；3不存在離心力；二、離心運動的應(yīng)用和防止1. 離心運動的應(yīng)用1離心枯燥器；2洗衣機脫水桶；3用離心機把體溫計的水銀柱甩回液泡內(nèi)

3、。2. 離心運動的防止1汽車在公路轉(zhuǎn)彎處的限速；2轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪限速并加防護(hù)罩?？紤]：如何防止離心現(xiàn)象發(fā)生？A. 減小物體運動的速度，使物體做圓周運動時所需的向心力減??；B. 增大合外力，使其到達(dá)物體做圓周運動時所需的向心力。例題1 如下圖，飛機以的恒定速率沿半徑的外切圓軌道，在豎直平面內(nèi)做特技飛行，求質(zhì)量為的飛行員在A、B、C、D各點對機座或保險帶的作用力。思路分析：設(shè)機座對飛行員的支持力為，保險帶對飛行員的拉力為F。1在A點時，。根據(jù)向心力公式，有。2在B點時，、F均為零的臨界速度為因為，所以，根據(jù)向心力公式，有。3在C點時，同理4在D點時，因為，所以同理答案：A點對機座有作用力為195

4、0N，B點對保險帶有作用力為750N，C點對保險帶有作用力為1950N，D點對機座有作用力為750N。例題2 物體m用線通過光滑的程度板上的小孔與砝碼M相連，并且正在做勻速圓周運動，如下圖，假如減小M的質(zhì)量，那么物體的軌道半徑r、角速度、線速度v的大小變化情況是 A. r不變，變小、v變小B. r增大，減小、v變小C. r減小，增大、v不變D. r增大，減少、v不變思路分析：M減小合外力缺乏，m離心運動，故r增大；拉力和速度夾角大于90°，故速度v減小，根據(jù)v=r可得減小。答案：B【方法提煉】在圓周運動中，當(dāng)物體運動半徑發(fā)生變化時，描繪圓周運動的物理量可能發(fā)生變化，主要有以下兩種情況

5、要引起注意。1. 線速度不變：半徑變化前后合外力與速度垂直：如下圖小球經(jīng)過D點前后速度不變，但半徑發(fā)生變化。2. 細(xì)線由松弛到繃緊，而且繃緊前后速度方向發(fā)生變化，這時線速度發(fā)生突變。沿繩方向的速度突變?yōu)榱?，只剩下切向分量，速度大小發(fā)生了變化?？偡种涤?xùn)練：質(zhì)量為m的小球，用長為l的線懸掛在O點，在O點正下方l/2處有一光滑的釘子，把小球拉到與在同一程度面的位置，擺線被釘子攔住，如下圖，將小球從靜止釋放，當(dāng)球第一次通過最低點P時 A. 小球速率突然減小 B. 小球向心力突然增大C. 小球的向心加速度突然減小 D. 擺線上的張力突然增大思路分析：讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球第一次經(jīng)過最低點時，小球受到的拉力和重力都與速度垂直，其線速度不會瞬時變