高中物理第4章匀速圆周运动第4节离心运动学案鲁科版

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1、第4节　离心运动学习目标核心提炼1.知道什么是离心运动和离心运动产生的条件。2.了解离心机械的原理。3.了解离心运动的危害及防止，并会分析一些临界现象。1个概念——离心运动1个条件——离心运动产生的条件一、离心运动阅读教材第81～82页“认识离心运动”部分，知道离心现象，初步了解产生离心运动的条件。1.定义：做圆周运动的物体，在受到的合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将远离圆心运动。2.产生条件：合外力突然消失或者不足以提供物体做圆周运动所需要的向心力。思维拓展如图1所示

2、，链球比赛中，高速旋转的链球被放手后会飞出。汽车高速转弯时，若摩擦力不足，汽车会滑出路面。图1(1)链球飞出、汽车滑出是因为受到了离心力吗？(2)物体做离心运动的条件是什么？答案　(1)不是，离心力实际并不存在。(2)当向心力突然消失或合外力不足以提供所需向心力时，物体做离心运动。二、离心机械阅读教材第82～83页“离心机械”部分，了解常用的几种离心机械。有离心分离器、离心铸造、洗衣脱水筒、离心水泵等。三、离心运动的危害及其防止13阅读教材第83页“离心运动的危害及其防止”部分，通过实例分析了解离

3、心运动的应用与防止。1.危害(1)飞机攀高或翻飞旋转时，离心运动造成飞行员过荷。(2)汽车在转弯(尤其在下雨天)时冲出车道而发生侧翻事故。2.防止(1)减小物体运动的速度，使物体做圆周运动时所需的向心力减小。(2)增大合外力，使其达到物体做圆周运动时所需的向心力。思考判断(1)做离心运动的物体一定受到离心力的作用。(　　)(2)离心运动是沿半径向外的运动。(　　)(3)离心运动是物体惯性的表现。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　对离心运动的理解[要点归纳]离心运动中合外力与向心力的关系(

4、1)若F合＝mrω2或F合＝m，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”。图2(2)若F合>mrω2或F合>m，物体做半径变小的近心运动，即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”。(3)若F合

5、D.竖直上抛运动思路探究(1)小球脱离轨道时的速度方向如何？(2)脱离轨道后，小球受力情况如何？提示　(1)小球脱离轨道时的速度方向斜向上。(2)脱离轨道后，小球只受重力作用。解析　小球在脱离轨道时的速度是沿着轨道的切线方向的，即斜向上。当脱离轨道后小球只受重力，所以小球将做斜上抛运动。答案　C离心现象的三点注意(1)在离心现象中并不存在离心力，是外力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力而引起的，是惯性的一种表现形式。(2)做离心运动的物体，并不是沿半径方向向外远离圆心。(3)物体的质量越大，速度

6、越大(或角速度越大)，半径越小时，圆周运动所需要的向心力越大，物体就越容易发生离心现象。[针对训练1]如图4所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是(　　)13图4A.F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B.F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C.F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D.F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心解析　若F突然消失，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，A正确；若F突然变小不足

7、以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，B、D错误；若F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，C错误。答案　A　离心现象的应用与防止[要点归纳]1.常见几种离心运动对比图示项目实物图原理图现象及结论洗衣机脱水筒当水滴跟物体的附着力F不足以提供向心力时，即F＜mω2r，水滴做离心运动汽车在水平路面上转弯　　当最大静摩擦力不足以提供向心力时，即fmax＜m，汽车做离心运动用离心机把体温计的水银甩回玻璃泡中　当离心机快速旋转时，缩口处对水银柱的阻力不足以提供向心力时，水银柱做

8、离心运动进入玻璃泡内2.离心运动问题的分析思路13(1)对物体进行受力分析，确定提供给物体向心力的合力F合。(2)根据物体的运动，计算物体做圆周运动所需的向心力F＝mω2r＝m。(3)比较F合与F的关系，确定物体运动的情况。3.离心现象的防止(1)汽车在公路转弯处限速：在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需要的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力fmax，汽车将做离心运动而造成车体侧滑，因此在公路转弯处汽车必须限速。(2)转动的砂轮、