2024-2025学年高中物理第四章匀速圆周运动第4节离心运动教案2鲁科版必修2

PAGE7-离心运动一、本节教材分析本节教材选自山东科学技术出版社，一般中学课程标准试验教科书物理必修2第四章第四节的内容。在学习本节之前，学生已经学习过圆周运动，牛顿第肯定律等学问，为本节课的学问学习做了很好的铺垫。教材首先从实际常见的案例中引出离心现象，最终探究得到发生离心现象的条件和离心运动的定义，接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害，充分体现了学以致用的思想。本节主要让学生了解离心现象产生的缘由及其在生产上的应用，教学时充分利用课本的素材，提高学生综合运用学问的实力。但是有些与离心运动有关的实际问题比较困难，教学举例时应列举常见简单理解的例子。二﹑学生状况分析学生已经学习过圆周运动，牛顿第肯定律等学问，抽象思维逐步形成，具备肯定的试验视察和逻辑推理实力，对学问有着更强的求知欲。不过爱好是最好的老师，爱好的产生与新奇心和求知欲亲密相关。新奇心是一种本能，当外界有什么新异的事物出现时，人总要去探究一下；求知欲是在新奇心的基础上发展起来的，是对学问的热情追求；而爱好就是在求知欲的基础上产生的，是推动学习的内在动力。所以在上课期间我利用各种手段来激起学生的爱好和新奇心。三、本节课的三维目标学问与技能：1．知道什么是离心运动；2．知道物体做离心运动的条件；3．了解离心运动的应用和防止．。过程与方法：1．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用学问解决问题的实力；2．培育学生应用理论学问解决实际问题的实力。情感、看法与价值观：1．通过离心运动的应用和防止的实例分析，使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题；2．培育学生用理论说明实际问题的实力与习惯。四、教学的重点和难点：教学重点：物体做离心运动所满意的条件、特点。教学难点：对离心运动的理解及其实例分析。五、教学用具与方法用具：小球﹑细线、透亮的塑料杯、玻璃球、自制小陀螺、离心转台、多媒体等教法：讲授法、探究法、推理归纳法、试验法、多媒体课件演示法六、教学过程1、引入新课播放视频：棉花糖的制作我们小时候大都喜爱吃棉花糖，而且当时肯定特别惊奇．为什么一颗一颗的白砂糖，经过机器一转，就变成又松又软的“棉花”不断向外“飞出”?学问回顾：牛顿第肯定律的内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

做圆周运动的物体，圆周上每点的速度方向均沿该点的切线方向。通过多媒体展示台演示小球在光滑水平面做匀速圆周运动。设问：物体为什么能做圆周运动？由于上节课已经学习了匀速圆周运动的学问，学生知道是因为物体受到向心力，向心力使物体维持在圆周轨道上，而不是沿圆周切线方向飞离轨道。做圆周运动的物体肯定会受到指向圆心的向心力的作用，且供应的向心力＝须要的向心力。做匀速圆周运动的物体。它所受的合外力恰好供应了它所须要的向心力，假如供应它的外力消逝或不足，物体将怎样运动呢?本节课特地探讨这一问题．2、新课教学1离心运动的定义演示1：向心力突然消逝抡动一端带小球的细线，让小球做圆周运动问：若松手小球会怎么运动，松手后还有没有力供应它做圆周运动的向心力，沿什么方向运动答：当拉力消逝后，也就是供应的向心力没有了，小球沿切线方向飞出。问：为什么会沿切线方向飞出答：因为惯性问：但松手后小球沿切线方向飞出不简单视察，现在给大家两个试验器材，透亮的塑料杯和玻璃球，如何能更清晰的视察到是否沿切线方向飞出，有没有哪个同学有更好的建议的？问：如何让玻璃球做圆周运动，如何让向心力突然消逝？答：把塑料杯倒扣在玻璃珠上，让玻璃球做圆周运动，然后将杯子快速提起。老师说明：①在桌面找到一个相对水平的位置，②俯视可能更简单视察到现象，③不要急于将杯子提起，等玻璃球转速较慢时提起更简单视察。学生分组试验，视察的确沿切线方向飞出。老师小结：做匀速圆周运动的物体，当向心力突然消逝的状况下，物体沿切线方向飞出，远离圆心。问：假如物体所受的合外力不足以供应它所须要的向心力，作圆周运动的物体又会怎样呢？演示2：出示手摇离心转台演示：转动转盘使物体在静摩擦力的作用做圆周运动分析：f=mω2r问：若转动角速度加大物体会怎样运动？答：物体被甩出，离圆心越来越远，做离心运动（板书课题）问：刚才这个现象物体为什么会离心？答：ω增大导致须要的向心力增大，供应的向心力即静摩擦力大到肯定程度静摩擦力满意不了，就要发生相对滑动。老师小结：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消逝或者不足于供应圆周运动的所需的向心力的状况下，就做渐渐远离圆心的运动，这种运动称作为离心运动．（板书1、定义）2离心运动的条件：演示双球试验当转速加快时，物体所受合外力不足以供应圆周运动的所需的向心力的状况下，物体做远离圆心的运动。物体运动的轨迹是怎样的呢？怎么样把物体运做离心运动的轨迹留在转盘上（留迹法）老师演示：墨水滴做离心运动在旋转的平台上滴几滴墨水，平台转动较慢时，墨水能随转台做圆周运动，当平台达到肯定的转速时，墨水滴将做渐渐远离圆心的运动．说明：墨水沿螺旋线远离圆心。当产生向心力的合外力不完全消逝，而只是小于所须要的向心力时，物体将沿切线和圆周之间的某条曲线，做远离圆心的运动。如右图所示总结：离心运动的条件：当产生向心力的合外力F=0时，物体便沿所在位置的切线方向飞出．当合外力F<F向时，物体将沿切线和圆周之间的某条曲线运动，远离圆心而去．补充：当F=F向时，物体将沿圆周运动；当F>F向时，物体将做靠近圆心的运动，即近心运动；（板书2、条件）3离心运动的本质播放离心转盘视频问：物体做离心运动的本质是什么，由于物体的什么性质会出现这种现象？我们可以引导学生：“物体为什么会做圆周运动？”大部分学生都会回答：“因为物体受到向心力的作用！”接着问：“若突然没有了向心力，物体会发生什么状况？”“物体沿圆周的切线做匀速直线运动！”“为什么呢？”“因为物体具有惯性！”“分析得特别正确！当物体受到向心力的作用时，运动方向不断变更，使物体始终维持在圆周轨道上。若这个力突然消逝或不足以供应物体做圆周运动所需的向心力时，由于惯性，物体就会做渐渐远离圆心的运动，即离心运动！但“远离”不能理解为“背离”．做离心运动的物体并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大的圆周运动．总结：离心现象的本质——物体惯性的表现（板书3、本质：惯性）离心运动在生活中的应用看离心现象录像（洗衣机脱水过程、棉花糖的产生、离心沉淀器等片段），思索其中缘由，相互争论沟通。（1）洗衣机的脱水筒。洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴，在脱水筒工作时，水滴须要的向心力由什么确定？供应的向心力由什么确定？什么状况下，水滴将被甩出？转速高时简单甩干衣物，还是转速低时简单甩干衣物。工作原理：当脱水筒快速转动时，脱水筒内衣物与水之间的附着力假如小于水做匀速圆周运动所须要的向心力，水就会与衣物分别，甩出脱水筒。（2）棉花糖的产生有小孔的内筒，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，并快速冷却凝固，变得纤细洁白，像一团团棉花。砂糖先高温溶化成液态再被甩出即成棉花状。（3）用离心沉淀器把体温计的水银柱甩回玻璃泡内。体温计盛水银的玻璃泡上方有一段特别细的缩口，测定体温后，升到缩口上方的水银柱因受缩口的阻力不能自动缩回玻璃泡内，在医院里将很多用过的体温计装入水袋内放在离心机上，转动离心机，可把水银柱甩回到玻璃泡内．当离心机转得比较慢时，缩口的阻力F足以供应所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动；当离心机转得很快时，阻力F不足以挺供所需的向心力，水银柱做离心运动而回到玻璃泡内．在日常生活中我们通常是用手将体温计中的水银柱甩回玻璃泡内的．（4）离心干燥器把一块湿布放在离心干燥器的金属网笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以供应所需的向心力，使水滴做圆周运动．当网笼转得比较快时，附着力F不足以供应所需的向心力，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面．离心运动的危害⑴汽车拐弯时的限速。在马路转弯处，为什么车辆行驶不允许超过规定的速度？供应车子的向心力由什么确定？公交车转弯时，售票员或车上广播会提示乘客：“前面转弯，请乘客站端扶好。”为什么？在水平路面上行驶的汽车，转弯时所需的向心力来源于静摩擦力。假如转弯时速度过大，所需的向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故．⑵高速旋转的飞轮、砂轮的限速。高速转动的砂轮和飞轮等，都不得超过允许的最大转速，假如转速过高，砂轮和飞轮内部分子间的相互作用力不足以供应所需的向心力时，离心运动会使它们裂开，甚至酿成事故。离心运动的防止要防止离心现象发生，该怎么办？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增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力七、课堂小结：1、做圆周运动的物体，所受的合外力F突然消逝或者不足于供应圆周运动的所需的向心力时，就做渐渐远离圆心的运动，这种运动称作为离心运动．2、离心现象是一种常见的现象，要理解其产生的缘由，并会用来说明有关的问题．3、做圆周运动的物体，若所受的合外力F大于所需的向心力时，物体就会做越来越靠近圆心的“近心”运动，人造卫星或飞船返回过程就有一阶段是做“近心”运动。八、课堂练习:1．由于惯性，做机械运动的物体总想保持原来的运动状态不变更。对于一个正在做圆周运动的物体，突然出现下列状况，其中正确的是（）。A．当F合=0时，物体将渐渐远离圆心B．当F合=mω2r时，物体将渐渐远离圆心C．当F合＜mω2r时，物体将渐渐靠近圆心D．当F合＞mω2r时，物体将渐渐远离圆心2．下列哪些现象是为了利用物体的离心运动（）。A、汽车转弯时要限制速度B、洗衣机脱水过程C、在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨D、转速很高的砂轮半径不能做得太大九、课后作业：1．视察并思索：滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿态，并分析其受力状况．2.书P84，2、33.导与学十、板书设计离心运动一、离心运动

1.定义做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消逝或者不足以供应圆周运动所需的向心力的状况下，就做渐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．2.条件

当F=0时，物体沿切线方向飞出．当F<F向时，物体沿切线和圆周之间的某条曲线远离圆心

3.本质：离心现象的本质——物体惯性的表现

二、离心运动的应用

(1)洗衣机的脱水筒(2)棉花糖的产生(3)离心沉淀器(4)离心干燥器

三、离心运动的危害与防止

①车辆转弯时要限速

②转动的砂轮和飞轮要限速十一、教学反思

学生在学习离心运动中易出现以下几个误区：

误区一：做离心运动的物体受到离心力的作用。为转变学生这一“迷思概念”教学中设计的问题组引导学生总结：物体做离心运动是由于惯性引起的，而不是因为受到离心力的作用。并辅以课堂练习1帮助学生巩固这个结论，起到较好的效果。

误区二：做离心运动物体的运动轨迹总是沿圆