2019-2020年高中物理 第4章 勻速圓周運(yùn)動 第4講 離心運(yùn)動學(xué)案 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 第4章 勻速圓周運(yùn)動 第4講 離心運(yùn)動學(xué)案 魯科版必修2目標(biāo)定位1.通過生活現(xiàn)象了解什么是離心運(yùn)動.2.知道物體做離心運(yùn)動的條件.3.通過實(shí)例分析了解離心運(yùn)動的應(yīng)用與防止 一、離心運(yùn)動1定義：做圓周運(yùn)動的物體，在受到的合外力突然消失或者_(dá)提供圓周運(yùn)動所需要的向心力的情況下，將_圓心運(yùn)動，這樣的運(yùn)動叫做離心運(yùn)動2產(chǎn)生條件：合外力_或者_(dá)提供物體做圓周運(yùn)動所需要的向心力想一想當(dāng)向心力突然消失時(shí)，物體為什么沿切線方向遠(yuǎn)離圓心？二、離心機(jī)械有_、離心鑄造、_、離心水泵等三、離心運(yùn)動的危害及其防止1危害：(1)飛機(jī)攀高或_時(shí)，離心運(yùn)動造成飛行員過荷(2)汽車在_(尤其在下雨天)時(shí)沖出車道而發(fā)生側(cè)翻事故2防止：(1)減小物體運(yùn)動的_，使物體做圓周運(yùn)動時(shí)所需的向心力減小(2)增大_，使其達(dá)到物體做圓周運(yùn)動時(shí)所需的向心力想一想在汽車或火車拐彎處，為什么有限速的警示標(biāo)志？一、對離心運(yùn)動的理解1離心現(xiàn)象(1)若所受合力突然消失，物體沿切線方向做直線運(yùn)動(2)若所受合力不足，物體在圓周與切線之間做逐漸遠(yuǎn)離圓心的曲線運(yùn)動2F合與F大小關(guān)系的比較做離心運(yùn)動的物體并非受到離心力的作用，而是合力不足以提供向心力的結(jié)果具體來看合力與向心力的關(guān)系如圖1所示：圖1(1)若F合mr2或F合，物體做勻速圓周運(yùn)動，即“提供”滿足“需要”(2)若F合mr2或F合，物體做半徑變小的近心運(yùn)動，即“提供過度”，也就是“提供”大于“需要”(3)若F合mr2或F合，則外力不足以將物體拉回到原軌道上，物體做離心運(yùn)動，即“需要”大于“提供”或“提供不足”(4)若F合0，則物體沿切線方向做直線運(yùn)動特別提醒(1)離心運(yùn)動不是物體沿半徑方向飛出，而是物體沿切線或沿圓與切線之間的某一曲線運(yùn)動(2)離心運(yùn)動的本質(zhì)是慣性，而不是物體受到了“離心力”的作用例1下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法中正確的是()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做勻速圓周運(yùn)動的物體，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C做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線做直線運(yùn)動D做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動借題發(fā)揮1.當(dāng)做圓周運(yùn)動的物體所受的合外力不足以提供向心力時(shí)，物體將做離心運(yùn)動2做離心運(yùn)動的物體并非沿半徑方向飛出，離心運(yùn)動中“遠(yuǎn)離最快”的方向是沿切線方向飛出針對訓(xùn)練1下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說法正確的是()A水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出B水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出C水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出D水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出二、離心運(yùn)動的應(yīng)用1常見幾種離心運(yùn)動對比圖示項(xiàng) 目實(shí)物圖原理圖現(xiàn)象及結(jié)論洗衣機(jī)脫水筒當(dāng)水滴跟物體的附著力F不足以提供向心力時(shí)，即Fm2r，水滴做離心運(yùn)動汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎當(dāng)最大靜摩擦力不足以提供向心力時(shí)，即fmaxm，汽車做離心運(yùn)動用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀甩回玻璃泡中當(dāng)離心機(jī)快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，縮口處對水銀柱的阻力不足以提供向心力時(shí)，水銀柱做離心運(yùn)動進(jìn)入玻璃泡內(nèi)2.離心運(yùn)動問題的分析思路(1)對物體進(jìn)行受力分析，確定提供給物體向心力的合力F合(2)根據(jù)物體的運(yùn)動，計(jì)算物體做圓周運(yùn)動所需的向心力Fm2rm.(3)比較F合與F的關(guān)系，確定物體運(yùn)動的情況特別提醒在分析實(shí)際的離心現(xiàn)象時(shí)，關(guān)鍵是找出向心力，抓住現(xiàn)象的本質(zhì)，把實(shí)際運(yùn)動抽象成一個(gè)理想化的圓周運(yùn)動來處理例2如圖2所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時(shí)，燒斷細(xì)線，則兩個(gè)物體的運(yùn)動情況是()圖2A兩物體均沿切線方向滑動B兩物體均沿半徑方向滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)C兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，不會發(fā)生滑動D物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)針對訓(xùn)練2如圖3所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是()圖3Ab一定比a先開始滑動B. a、b所受的摩擦力始終相等C 是b開始滑動的臨界角速度D當(dāng) 時(shí)，a所受摩擦力的大小為kmg離心現(xiàn)象1關(guān)于離心運(yùn)動，下列說法中正確的是()A物體一直不受外力作用時(shí)，可能做離心運(yùn)動B做勻速圓周運(yùn)動的物體，在外界提供的向心力突然變大時(shí)做離心運(yùn)動C做勻速圓周運(yùn)動的物體，只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化就將做離心運(yùn)動D做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時(shí)將做離心運(yùn)動離心現(xiàn)象的應(yīng)用和防止2關(guān)于離心現(xiàn)象，下列說法不正確的是()A脫水筒、離心分離器是利用離心現(xiàn)象工作的B限制速度、加防護(hù)罩可以防止離心現(xiàn)象造成的危害C做圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然增大時(shí)做離心運(yùn)動D做圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)合外力消失時(shí)，它將沿切線做勻速直線運(yùn)動3如圖4是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動對于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是()圖4A摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C摩托車將沿其線速度的方向與半徑向外的方向之間做離心運(yùn)動D摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去臨界問題分析4如圖5所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運(yùn)動現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R0.5 m，離水平地面的高度H0.8 m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s0.4 m設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g10 m/s2.求：圖5(1)物塊做平拋運(yùn)動的初速度大小v0；(2)物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù).答案精析第4講離心運(yùn)動預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.不足以遠(yuǎn)離2突然消失不足以想一想當(dāng)向心力突然消失時(shí)，物體由于慣性保持原來的切線方向速度不變，因此物體沿切線方向遠(yuǎn)離圓心二、離心分離器洗衣機(jī)脫水筒三、1.(1)翻飛旋轉(zhuǎn)(2)轉(zhuǎn)彎2(1)速度(2)合外力想一想在汽車或火車拐彎處，當(dāng)機(jī)車速度超過限速時(shí)會出現(xiàn)離心現(xiàn)象而導(dǎo)致車禍發(fā)生課堂講義例1C針對訓(xùn)練1D例2DA、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動時(shí)，A、B所受摩擦力都達(dá)到最大靜摩擦力fmax，A、B受力情況如圖A、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動時(shí)，物體A需要的向心力FAfmaxTm2rA，物體B需要的向心力FBfmaxTm2rB，因此FAFB，燒斷細(xì)線后，細(xì)線上拉力T消失，對A有fmaxm2rA，物體A做離心運(yùn)動；對B有fmaxm2rB物體B隨盤一起轉(zhuǎn)動，選項(xiàng)D正確其他選項(xiàng)均錯針對訓(xùn)練2AC對點(diǎn)練習(xí)1D2.C3.BC4(1)1 m/s(2)0.2解析(1)物塊做平拋運(yùn)動，豎直方向有Hgt2水平方向有sv0t聯(lián)立兩式得v0s1 m/s(2)物塊離開轉(zhuǎn)臺時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有mgm聯(lián)立得0.2