2018-2019学年高考物理 主题一 曲线运动与万有引力定律 1.2 圆周运动 1.2.3 离心现象及其应用课件 粤教版

1、1.2.3离心现象及其应用离心现象及其应用 学习目标学习目标核心提炼核心提炼 1.知道离心现象及物体做离心运动的知道离心现象及物体做离心运动的 条件。条件。2个概念个概念向心运动、离心运动向心运动、离心运动 1个条件个条件物体做离心运动的条件物体做离心运动的条件2.学会判断向心、离心运动。学会判断向心、离心运动。 3.了解离心运动的应用与防止。了解离心运动的应用与防止。 一、离心现象一、离心现象 观图助学观图助学 如图所示，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，若摩如图所示，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。擦力不足，

2、汽车会滑出路面。 (1)链球飞出、汽车滑出是因为受到了离心力吗？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？物体做离心运动的条件是什么？ 1.离心现象：离心现象：做圆周运动的物体，在所受合力突然做圆周运动的物体，在所受合力突然_或或_提供圆周运动所提供圆周运动所 需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象。需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象。 2.离心运动的原因：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 “离心力离心力”

3、。 3.离心运动的本质：离心运动的本质：由于物体具有由于物体具有_ ，物体做圆周运动时，总有沿，物体做圆周运动时，总有沿_方向方向 飞出的趋势。飞出的趋势。 消失消失不足以不足以 惯性惯性切线切线 理解概念理解概念 判断下列说法是否正确。判断下列说法是否正确。 (1)做离心运动的物体一定受到离心力的作用。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。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。离心运动是物体惯性的表现。( ) (4)离心运动的运动轨迹一定是直线。离心运动的运动轨迹一定是直线。( ) 二、离心现象的应用和防止二、离心现象的

4、应用和防止 观图助学观图助学 如图所示是公路旁限速的警示标志和转动的砂轮，请思考：如图所示是公路旁限速的警示标志和转动的砂轮，请思考： (1)在公路转弯处，为什么有限速的警示标志？在公路转弯处，为什么有限速的警示标志？ (2)转动的砂轮、飞轮是否需要限速？转动的砂轮、飞轮是否需要限速？ 1.离心现象的应用：离心现象的应用：_、洗衣机的脱水筒、离心分离器。、洗衣机的脱水筒、离心分离器。 2.离心现象的防止：离心现象的防止：_、砂轮加防护罩等。、砂轮加防护罩等。 离心干燥器离心干燥器 转弯限速转弯限速 理解概念理解概念 判断下列说法是否正确。判断下列说法是否正确。 (1)汽车转弯时要限定速度是为了

5、防止离心现象。汽车转弯时要限定速度是为了防止离心现象。( ) (2)洗衣机转动给衣服脱水利用了离心现象。洗衣机转动给衣服脱水利用了离心现象。( ) (3)转速较高的砂轮半径不宜太大是为了防止离心现象。转速较高的砂轮半径不宜太大是为了防止离心现象。( ) (4)将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖棉花糖”是为了防止离心现象。是为了防止离心现象。( ) 离心现象的理解离心现象的理解 观察探究观察探究 如图如图1所示，绳拉球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，角速所示，绳拉球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，角速 度大小为度大小为，质量为，质量为m。此时球所受合外力

6、。此时球所受合外力F合 合 m2r，试分，试分 析在以下状态下，球的运动情况。析在以下状态下，球的运动情况。 图图1 (1)当绳子突然断裂时；当绳子突然断裂时； (2)当绳子提供的向心力小于当绳子提供的向心力小于m2r时。时。 答案答案(1)绳子突然断裂，绳子的拉力为零，球沿切线方向飞出。绳子突然断裂，绳子的拉力为零，球沿切线方向飞出。 (2)绳子提供的向心力小于绳子提供的向心力小于m2r时，球将逐渐远离圆心，做离心运动。时，球将逐渐远离圆心，做离心运动。 探究归纳探究归纳 1.对离心运动的理解对离心运动的理解 (1)离心运动并非沿半径飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞离心运

7、动并非沿半径飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞 出的运动。出的运动。 (2)离心运动的本质是物体惯性的表现，并不是受到了离心运动的本质是物体惯性的表现，并不是受到了“离心力离心力”的作用。的作用。 2.合外力与向心力的关系合外力与向心力的关系 做离心运动的物体并非受到离心力的作用，而是做离心运动的物体并非受到离心力的作用，而是 合外力不足以提供向心力的结果。具体来看合外合外力不足以提供向心力的结果。具体来看合外 力与向心力的关系如图力与向心力的关系如图2所示：所示： 图图2 试题案例试题案例 例例1 如图如图3所示是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常所示是摩托车比赛转弯时的

8、情形，转弯处路面常 是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此 速度，摩托车将发生滑动。关于摩托车滑动的问题，下列速度，摩托车将发生滑动。关于摩托车滑动的问题，下列 论述正确的是论述正确的是() A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用 B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力摩托车所受外力的合力小于所需的向心力 C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去 D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去摩托车将沿其半径方向沿直线滑去 图图3 解析解析摩托车只受重力、地面支持力

9、和地面的摩擦力作用，没有离心力，摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错误；项错误； 摩托车正常转弯时可看做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，摩托车正常转弯时可看做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动， 说明提供的合力小于需要的向心力，说明提供的合力小于需要的向心力，B项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向 外的方向之间做离心曲线运动，外的方向之间做离心曲线运动，C、D项错误。项错误。 答案答案B 针对训练针对训练1 用绳子拴一个小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，当绳子突然断了用绳子拴一个小球在光滑的水

10、平面上做匀速圆周运动，当绳子突然断了 以后，小球的运动情况是以后，小球的运动情况是() A.沿半径方向接近圆心沿半径方向接近圆心 B.沿半径方向远离圆心沿半径方向远离圆心 C.沿切线方向做直线运动沿切线方向做直线运动 D.仍维持圆周运动仍维持圆周运动 解析解析当绳子断了以后，向心力消失，小球做离心运动，由于惯性，小球沿切线方当绳子断了以后，向心力消失，小球做离心运动，由于惯性，小球沿切线方 向做直线运动，选项向做直线运动，选项A、B、D错误，错误，C正确。正确。 答案答案C 离心现象的应用和防止离心现象的应用和防止 观察探究观察探究 图图4 (1)如图如图4甲是洗衣机脱水桶，请简述洗衣机脱水的

11、原理。甲是洗衣机脱水桶，请简述洗衣机脱水的原理。 (2)如图乙所示，汽车在平直公路上行驶，转弯时由于速度过大，会偏离轨道，造如图乙所示，汽车在平直公路上行驶，转弯时由于速度过大，会偏离轨道，造 成交通事故，这是什么原因呢？成交通事故，这是什么原因呢？ 答案答案(1)洗衣机脱水时，由于高速转动，水滴需要较大的向心力才能与衣服一起洗衣机脱水时，由于高速转动，水滴需要较大的向心力才能与衣服一起 做圆周运动。当转速足够大时，衣服已无法向水滴提供足够大的附着力做圆周运动。当转速足够大时，衣服已无法向水滴提供足够大的附着力(作为向心作为向心 力力)，水滴便做离心运动，离开衣服，于是衣服被脱水。，水滴便做离

12、心运动，离开衣服，于是衣服被脱水。 (2)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，汽车转弯时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，汽车转弯时 如果速度过大，所需要的向心力就会很大，如果超过了车轮与路面间的最大静摩擦如果速度过大，所需要的向心力就会很大，如果超过了车轮与路面间的最大静摩擦 力，汽车将做离心运动脱离轨道，造成交通事故。力，汽车将做离心运动脱离轨道，造成交通事故。 探究归纳探究归纳 1.几种常见离心运动的对比图示几种常见离心运动的对比图示 2.离心现象的防止离心现象的防止 (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

13、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大于最大于最 大静摩擦力大静摩擦力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，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。须限速。 (2)转动的砂轮、飞轮限速：高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转转动的砂轮、飞轮限速：高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转 速，如果转速过高，砂轮、飞轮内部分子间的作用力不足以提供所需的向心力时，速，如果转速过

14、高，砂轮、飞轮内部分子间的作用力不足以提供所需的向心力时， 离心运动会使它们破裂，甚至酿成事故。离心运动会使它们破裂，甚至酿成事故。 试题案例试题案例 例例2 (2018梅州高一检测梅州高一检测)某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为100 m，一赛车与车，一赛车与车 手的总质量为手的总质量为100 kg，轮胎与地面间的最大静摩擦力为，轮胎与地面间的最大静摩擦力为600 N。(g取取10 m/s2) (1)若赛车的速度达到若赛车的速度达到72 km/h，这辆车在运动过程中会不会发生侧滑？，这辆车在运动过程中会不会发生侧滑？ (2)若将场地建成外高内低的圆形，且倾角

15、为若将场地建成外高内低的圆形，且倾角为30，赛车的速度为多大时，车手感觉，赛车的速度为多大时，车手感觉 不到自己有相对车的侧向的运动趋势？不到自己有相对车的侧向的运动趋势？ 答案答案(1)不会发生侧滑不会发生侧滑(2)24 m/s 针对训练针对训练2 市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音：市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音：“乘客们乘客们 请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手”这样可以这样可以() A.提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒 B.提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒 C.主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时