2.4-研究离心现象及其应用-课件

第2章研究圆周运动2.4研究离心现象及其应用学习目标定位了解生活中的离心现象.理解离心现象产生的原因．知道离心现象的危害和应用.学习探究区一、生活中的离心现象二、为什么会产生离心现象、离心现象的应用一、生活中的离心现象1．刚洗完的衣服内含有很多的水，我们把它放入洗衣机的甩干筒中，开启电动机，衣服上的水很快被甩没了．甩干筒工作时，转速高时容易甩干衣服还是转速低时容易甩干衣服？问题设计洗衣机脱水类似于此现象，转速越高，越容易甩干.问题设计2．在电视上或生活中常见这样的现象：在公路转弯处，如果汽车车速过快，汽车容易冲出道路，造成事故，尤其在下雪天，更容易发生这种事故．在汽车冲出道路时是驶向弯道的内侧还是外侧？发生这种现象时有“离心力”作用在汽车上吗？答案汽车受到重力和地面对它的摩擦力作用，没有“离心力”作用．向外侧冲出向外侧冲出一、生活中的离心现象要点提炼1．离心现象：返回物体逐渐圆心的现象．远离2．离心现象的本质：物体具有，物体做圆周运动时总有沿方向飞出的趋势．惯性切线二、为什么会产生离心现象、离心现象的应用设质量为m的物体，沿半径为R的圆周做匀速圆周运动，线速度为v，运动中受到指向圆心的外力的合力为F，如图所示．问题设计FF向匀速圆周运动(1)如果合外力F恰好等于向心力，即F＝F向心，物体将怎样运动？(2)如果运动中合外力F突然消失，即F＝0，物体将怎样运动？=0F保持匀速直线惯性二、为什么会产生离心现象、离心现象的应用设质量为m的物体，沿半径为R的圆周做匀速圆周运动，线速度为v，运动中受到指向圆心的外力的合力为F，如图所示．问题设计(3)假设运动中合外力F减小了，即FF向心，以致它不足以提供做线速度为v、半径为R的圆周运动所需的向心力，你能推测出物体的运动轨迹吗？FF向＜离心运动要点提炼返回1.离心运动的原因：合力突然消失或不足以提供所需的向心力，而不是物体又受到了“离心力”．2.合力与向心力的关系对圆周运动的影响若F合＝mω2R，物体做匀速圆周运动．(1)应用：洗衣机的、离心制管技术．若F合mω2R，物体做近心运动．若F合＜mω2R，物体做离心运动．3.离心运动的应用和防止(2)防止：汽车在公路转弯处必须；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高．若F合＝0，物体沿切线方向飞出．甩干筒限速行驶一、对离心现象的理解典例精析例1下列关于离心现象的说法正确的是()A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做匀速直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动C返回不存在离心力和向心力解析沿直线飞出，做匀速直线运动一、对离心现象的理解典例精析返回解析针对训练(对离心运动的理解)如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是()A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动BCFF向匀速圆周运动FF向＞近心运动FF向＜离心运动=0F保持匀速直线惯性例2如图所示，A、B两个物体放在水平的旋转圆台上，A、B与平合动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B的质量为m，A、B距转轴的距离分别为R和2R，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆台旋转并且转速增大时，哪个物体先开始滑动？并求A、B将要滑动时圆台的角速度ωA和ωB分别为多少？典例精析二、离心运动问题的分析解析返回离心趋势越强烈离心趋势越强烈AfBf22AFmRm2AfmgmBfmg22BFmR当，B开始滑动2m2BfmR/2=g=BR例2如图所示，A、B两个物体放在水平的旋转圆台上，A、B与平合动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B的质量为m，A、B距转轴的距离分别为R和2R，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆台旋转并且转速增大时，哪个物体先开始滑动？并求A、B将要滑动时圆台的角速度ωA和ωB分别为多少？典例精析二、离心运动问题的分析解析返回离心趋势越强烈离心趋势越强烈当，A开始滑动2m2AfmR==g/ARAfBf22AFmRm2AfmgmBfmg22BFmR针对训练物体m用细绳通过光滑的水平板上的小孔与装有细沙的漏斗M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果缓慢减小M的质量，则物体的轨道半径R，角速度ω变化情况是()A．R不变，ω变小B．R增大，ω减小C．R减小，ω增大D．R减小，ω不变典例精析二、离心运动问题的分析解析两个模型：返回M受力平衡MgTTm做圆周运动TMg2TmR2TmR＜m做离心运动m做新的圆周运动2TmRB课堂要点小结离心运动应用与防止产生原因:做圆周运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动.离心现象的概念：返回向心力消失或指向圆心的力的合力小于所需的向心力.自我检测区12341．(对离心现象的理解)下面关于离心运动的说法，正确的是()A．物体做离心运动时将离圆心越来越远B．物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线C．做离心运动的物体一定不受外力作用D．做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动A1232FmR＜=F02FmR＞2．(离心现象的防止和应用)关于离心现象，下列说法不正确的是()A．脱水桶、离心分离器是利用离心现象工作的B．汽车转弯时限制速度可以防止离心现象造成的危害C．做圆周运动的物体，当向心力来源突然增大时做离心运动D．做圆周运动的物体，当合外力消失时，它将沿切线做匀速直线运动C123离心条件2FmR＜vvF惯性3．(离心运动问题的分析)如图所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正方体物块．B、C处物块的质量相等且为m.A处物块的质量为2m；点A、B与轴O的距离相等且为R，点C到轴O的距离为2R，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是()A．C处物块的向心加速度最大B．A处物块受到的静摩擦力最小C．当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块D．当转速继续增大时，最后滑动起来的只是A处的物块AC123角速度相等mm2m2aR=CABaaa=2=2AfBfCffmaCABfff==2m2Afmg=mCfmg=mBfmg=需求大供给小