高一物理課件（廣東專用）：第二章 第三節(jié)《離心現(xiàn)象及其應(yīng)用》（粵教必修二）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第三節(jié)離心現(xiàn)象及其應(yīng)用 一 離心現(xiàn)象1 離心現(xiàn)象 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體 在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下 就會(huì)做逐漸 圓心的運(yùn)動(dòng) 這種現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象 遠(yuǎn)離 2 物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件 當(dāng)物體所受合外力突然消失或合外力不足以提供向心力時(shí) 物體做離心運(yùn)動(dòng) 3 在實(shí)際中 利用離心現(xiàn)象工作的機(jī)械叫做 如離心干燥 脫水 器 洗衣機(jī)的脫水筒等 離心機(jī)械 圖2 3 1所示為我國(guó)鏈球運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球時(shí)情景 請(qǐng)思考下列問題 1 運(yùn)動(dòng)員未松手前鏈球做什么運(yùn)動(dòng) 2 運(yùn)動(dòng)員松手后鏈球做什么運(yùn)動(dòng) 答案 1 圓周運(yùn)動(dòng) 2 離心運(yùn)動(dòng) 圖2 3 1 二 離心現(xiàn)象的應(yīng)用與防止1 洗衣機(jī)中的衣服跟隨脫水桶在旋轉(zhuǎn) 當(dāng)轉(zhuǎn)速較快時(shí) 衣 服里的水利用 將水拋甩出脫水桶 離心運(yùn)動(dòng) 2 在水平公路上行駛的汽車 轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的 如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大 所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax 汽車將做 而造成交通 事故 離心運(yùn)動(dòng) 3 在汽車和火車轉(zhuǎn)彎處 為防止離心運(yùn)動(dòng)造成的危害 一是限定汽車和火車的轉(zhuǎn)彎速度不能太 二是把路面筑成外高 內(nèi)低的斜坡以增大 大 向心力 要點(diǎn)1 離心運(yùn)動(dòng)的理解 1 離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì) 物體慣性的表現(xiàn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 由于本身有慣性 總是想沿著圓周切線方向運(yùn)動(dòng) 只是由于向心力作用 使它不能沿切線方向飛出 而被限制著沿圓周運(yùn)動(dòng) 如果提供向心力的合外力突然消失 物體由于本身的慣性 將沿著切線方向運(yùn)動(dòng) 這也是牛頓第一定律的必然結(jié)果 如果提供向心力的合外力減小 使它不足以將物體限制在圓周上 物體將做半徑變大的圓周運(yùn)動(dòng) 此時(shí) 物體逐漸遠(yuǎn)離圓心 但 遠(yuǎn)離 不能理解為 背離 做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非沿半徑方向飛出 而是運(yùn)動(dòng)半徑越來越大 2 離心運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn) 物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是受到 離心力 作用 離心力 實(shí)際上是不存在的 而是提供的向心力太小或突然消失的緣故 3 理解離心運(yùn)動(dòng)的條件 1 向心力的作用效果是改變物體的運(yùn)動(dòng)方向 如果向心力突然消失 則物體的速度方向不再變化 由于慣性 物體將沿切線方向飛出去 它不是沿半徑方向飛出 2 如果提供的向心力太小 雖然物體的速度方向仍在變化 但變化較慢 因此物體會(huì)偏離原來的圓周而做離心運(yùn)動(dòng) 其軌跡為圓周和切線間的某一條曲線 例1 雙選 一個(gè)粗糙的水平轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)臺(tái)上有一質(zhì)量為m的物塊恰能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)而做勻速圓周 運(yùn)動(dòng) 則下列說法正確的是 A 若增大角速度 物塊將沿切線方向飛出B 若增大角速度 物塊將沿曲線逐漸遠(yuǎn)離圓心C 若減小角速度 物塊將沿曲線逐漸靠近圓心D 若減小角速度 物塊仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析 物體恰能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng) 說明此時(shí)充當(dāng)向心力的摩擦力恰好能夠保證物體做圓周運(yùn)動(dòng) 如果增大角速度 則需要的向心力要增大 而摩擦力不能再增大了 因此 物體就會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心 B答案正確 若減小角速度 則需要的向心力減小 而摩擦力也可以減小 因此 物體仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D答案正確 答案 BD 分析物體是做圓周運(yùn)動(dòng) 離心運(yùn)動(dòng)還是向心運(yùn)動(dòng) 要看外界提供的向心力與物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力的關(guān)系 1 當(dāng)F m 2r時(shí) 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2 當(dāng)F 0時(shí) 物體沿切線方向飛出 3 當(dāng)F m 2r時(shí) 物體逐漸遠(yuǎn)離圓心 4 當(dāng)F m 2r時(shí) 物體逐漸靠近圓心 圖2 3 2 1 下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是 C 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(dòng)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(dòng)C 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí) 它將沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng)D 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí) 它將沿切線方向做曲線運(yùn)動(dòng) 要點(diǎn)2 離心現(xiàn)象的應(yīng)用與防止 1 應(yīng)用 利用離心運(yùn)動(dòng)制成的離心機(jī)械 如離心干燥器 洗衣機(jī)的脫水筒等 洗衣機(jī)的脫水 當(dāng)脫水桶轉(zhuǎn)得比較慢時(shí) 水滴與衣服的附著力F足以提供所需的向心力 水滴做圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)脫水桶轉(zhuǎn)得比較快時(shí) 附著力F不足以提供所需的向心力 于是水滴做離心運(yùn)動(dòng) 穿過脫水桶孔 飛到桶外 2 防止 在汽車和火車轉(zhuǎn)彎處 為防止離心運(yùn)動(dòng)造成的危害 一是限定汽車和火車的轉(zhuǎn)彎速度不能太大 二是把路面筑成外高內(nèi)低的斜坡以增大向心力 在水平公路上行駛的汽車 轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的 如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大 所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax 汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故 因此 在公路彎道處 車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度 例2 雙選 洗衣機(jī)的甩干桶在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣物附著在桶 壁上 此時(shí) A 衣服受到重力 桶壁的彈力和摩擦力B 衣服隨桶壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是摩擦力C 桶壁的彈力隨桶的轉(zhuǎn)速的增大而增大D 桶壁對(duì)衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速的增大而增大解析 衣服受到重力 桶壁的彈力和摩擦力 選項(xiàng)A正確 衣服在彈力充當(dāng)?shù)南蛐牧ψ饔孟伦鰣A周運(yùn)動(dòng) B錯(cuò)誤 轉(zhuǎn)速增大 向心力增大 即彈力增大 C正確 摩擦力與重力是一對(duì)平衡力 因此D錯(cuò)誤 答案 AC 2 雙選 為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn) 打滑 的現(xiàn)象 可以 BC A 增大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度B 減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度C 增大汽車與路面間的摩擦D 減小汽車與路面間的摩擦 3 下列說法中錯(cuò)誤的有 B A 提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速 可以使衣服甩得更干B 轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘 水滴將沿圓周半徑方向離開圓心C 為了防止發(fā)生事故 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪 飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速D 離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全