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离心现象及其应用 高一物理组 郑稳 1 一 知识与技能 1 知道什么是离心现象 2 知道物体做离心运动的条件 3 能结合理论分析实际问题 知道离心运动的应用和危害 二 过程与方法 通过生活实践与讨论 达到掌握本节知识和技能的要求 三 情感态度价值关 在学习中体会合作探讨知识的乐趣 认识到科学与生活的紧密联系 教学目标 2 物体做匀速圆周运动线速度的方向 物体做匀速圆周运动的条件 解决圆周运动问题的方法与步骤 知识回顾与链接 3 走近生活 乘坐公交车 在公交车转弯时 通常你会怎么做 如果不这样做会怎么样 洗衣机可以把衣服甩干 甩干筒工作时的转速高些好还是低些好 工作原理是什么 赛车大赛时 有时候飞速行使的赛车会在转弯处冲出赛道 失事赛车会沿什么方向冲出去 4 小小实验 1 绳拉小球竖直平面运动2 墨水旋风 实验 展示问题 一旦松手或断线 小球会沿什么方向飞出 为什么 墨水的痕迹成什么形状 为什么 5 一 认识离心现象 列举日常生活中离心现象的例子 什么是离心现象 做匀速圆周运动的物体 某种情况下 会脱离圆周做远离圆心的运动 6 二 为什么会产生离心现象 请根据你对离心运动的认识及生活实例 自学课本和对应资料 研究在什么情况下产生离心现象 为什么会产生离心现象 产生离心现象的条件是什么 小组讨论 7 做匀速圆周运动的物体 在所受合力突然消失 或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下 就做逐渐远离圆心 二 为什么会产生离心现象 从以上的事例中知 8 做圆周运动 做离心运动 理论分析 F合 F向 F合 或F合 F向 9 物体做离心运动的条件 做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力 即F合 F向 10 1 离心干燥器的金属网笼 2 洗衣机的脱水筒 3 用离心机分离溶液中的沉淀物把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 三 离心运动的应用 11 4 制作 棉花 糖的原理 内筒与洗衣机的脱水筒相似 里面加入白砂糖 加热使糖熔化成糖汁 内筒高速旋转 黏稠的糖汁就做离心运动 从内筒壁的小孔飞散出去 成为丝状到达温度较低的外筒 并迅速冷却凝固 变得纤细雪白 像一团团棉花 三 离心运动的应用 12 三 离心运动的应用 问题一 要使原来作圆周运动的物体作离心运动 该怎么办 A 提高转速 使所需向心力增大到大于物体所受合外力 B 减小合外力或使其消失 13 1 在水平公路上行驶的汽车转弯时 在水平公路上行驶的汽车 转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的 如果转弯时速度过大 所需向心力F大于最大静摩擦力 汽车将做离心运动而造成交通事故 因此 在公路弯道处 车辆行驶不允许超过规定的速度 四 离心运动的防止 14 问题二 要防止离心现象发生 该怎么办 A 减小物体运动的速度 使物体作圆周运动时所需的向心力减小 B 增大合外力 使其达到物体作圆周运动时所需的向心力 2 高速转动的砂轮 飞轮等 四 离心运动的防止 15 A 作匀速圆周运动的物体 在所受合外力突然消失时 将沿圆周半径方向离开圆心B 作匀速圆周运动的物体 在所受合外力突然消失时 将沿圆周切线方向离开圆心C 作匀速圆周运动的物体 它自己会产生一个向心力 维持其作圆周运动D 作离心运动的物体 是因为受到离心力作用的缘故 1 下列说法正确的是 巩固练习 B 16 教师点评 1 做离心运动的质点不存在所谓的 离心力 作用 因为没有任何物体提供这种力 离心运动本质上是物体惯性的表现 2 离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心运动 动力学特征是合外力消失或不足以提供所需要的向心力 3 任何事物都有两面性 离心运动也不例外 离心运动可能给我们造成危害 应尽量避免 另一方面 我们要利用离心现象帮助我们的工作和学习 17 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现 打滑 的现象 可以 a 增大汽车转弯时的速度b 减小汽车转弯时的速度c 增大汽车与路面间的摩擦d 减小汽车与路面间的摩擦A a bB a cC b dD b c D 18 下列说法中错误的有 A 提高洗衣机脱水筒的转速 可以使衣服甩得更干B 转动带有雨水的雨伞 水滴将沿圆周半径方向离开圆心C 为了防止发生事故 高速转动的砂轮 飞轮等不能超过允许的最大转速D 离心水泵利用了离心运动的原理 B 19 汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶 设跑道的路面是水平的 路面作用于车的最大静摩擦力是车重的 倍 要使汽车不至于冲出圆跑道 车速最大不能超过多少 汽车驶过半径为R的凸桥顶点时的最大速度是多少 为什么不能超过这一速度 20 水平转盘的中心有个小圆孔 质量为m的物体A放在转盘上 A到圆孔的距离为r 物体A通过轻绳与物体B相连 A和B的质量相同 物体A与盘间的最大静摩擦力是压力的u倍 则转盘转动的角速度在什么范围内 物体才能随圆盘转动 21 如图所示 绳长L 20cm 水平杆长L 0 1m 小球质量m 0 3kg 整个装置可绕竖直轴转动 求 要使绳子与方向成45角 装置转动的角速度 此时绳的张力多大 22 一 离心现象 做匀速圆周运动的物体 在所受的合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 物体所做的逐渐远离圆心的运动叫做离心运动 物体做离心运动的条件 课堂小结 做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力 即F合 F向 23 做圆周运动 做近心运动 做离心运动 24 二 离心运动的应用和防止 1 离心运动的应用 2 离心运动的防止 离心干燥器 洗衣机的脱水筒 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 汽车拐弯时的限速 高速旋转的飞轮 砂轮的限速 25 谢谢指导 26 离心干燥器的金属网笼 F m 2r 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置 27 洗衣机的脱水筒 解释 当网笼转得比较慢时 水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力F使水滴做圆周运动 当网笼转得比较快时 附着力F不足以提供所需的向心力F 于是水滴做离心运动 穿过网孔 飞到网笼外面 28 用离心机把体温计中的水银柱甩回玻璃泡内 29 如