高中物理《*C 离心现象》微课精讲+知识点+教案课件+习题

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知识点：

离心运动

做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。

1. 本质

做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线飞出去的倾向。

2. 受力特点

① 当F=mωr2时，物体做匀速圆周运动；

②当F=0时，物体沿切线方向飞出；

③当F＜mωr2时，物体逐渐远离圆心，做离心运动。

视频教学：

练习：

1.(多选)下列现象中,应用离心现象的有(　　)

A.洗衣机的脱水筒把衣服甩干

B.抖掉衣服表面的灰尘

C.使用离心机可迅速将悬浊液中的颗粒沉淀

D.站在行驶的公共汽车上的人,在汽车转弯时,要用力拉紧扶手,以防摔倒

答案AC

解析洗衣机脱水筒做圆周运动,当衣服对水的附着力小于水随筒做圆周运动所需要的向心力时,水就做离心运动,是对离心现象的应用,选项A正确;离心沉淀的原理是悬浊液中的颗粒做圆周运动时水对颗粒的作用力小于所需的向心力,颗粒就会沉淀,是对离心现象的应用,选项C正确;汽车转弯时,站立的乘客需要拉紧扶手,是扶手给人的力来提供向心力,才能保证不做离心运动,是对离心运动的防止,选项D错误;抖掉衣服表面的灰尘,是惯性的利用,选项B错误.

2.物体做离心运动时,其运动轨迹(　　)

A.一定是直线      

B.一定是曲线

C.可能是一个圆      

D.可能是直线也可能是曲线

答案D

解析离心运动即物体做远离圆心的运动,故不可能做圆周运动,选项C错误.若合力为零,物体将沿切线方向以直线轨迹远离圆心;若合力小于向心力,物体将沿曲线(夹在切线与圆周之间)远离圆心,故选项D正确,选项A、B错误.

3.(多选)小球以水平速度v进入一个水平旋转的光滑的螺旋形轨道,轨道半径逐渐减小,则(　　)

A.球的向心加速度不断增大

B.球的角速度不断增大[来源:学*科*网]

C.球对轨道的压力不断减小

D.小球运动的周期不断增大[来源:Zxxk.Com]

答案AB

解析由于小球在光滑的水平螺旋形轨道上运动,速度大小v不变,由于轨道半径逐渐减小,由a=,ω=,F_n=及T=,可知选项A、B正确,C、D错误.[来源:Zxxk.Com]

4.市内公共汽车在到达路口转弯前,车内广播中就播放录音:“乘客们请注意,前面车辆转弯,请拉好扶手.”这样做的目的是(　　)

A.提醒包括坐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.提醒包括坐着的全体乘客拉好扶手,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,以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒

D.主要是提醒站着的乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒[来源:学科网ZXXK]

答案C

解析车辆转弯时车上的乘客有离心运动的趋势,故在车辆转弯时,乘客可能向转弯的外侧倾倒,选项C正确.

5.冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,其安全速度为(　　)

A.v=k       B.v≤[来源:学*科*网]

C.v≤       D.v≤

答案B

解析运动员做圆周运动所需的向心力由冰面对他的静摩擦力提供,要想做圆周运动,必须满足f=m,而f_max=kmg≥f,解得v≤.

能力提升

6.右图是摩托车比赛转弯时的情形.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,若超过此速度,摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是(　　)

A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用

B.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

D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去

答案B

解析摩托车受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,没有离心力,选项A错误;摩托车正常转弯时可看做是做匀速圆周运动,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,选项B正确;摩托车将沿曲线做离心运动,选项C、D错误.

7.(多选)一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动,转台上有一质量为m的物块恰能随转台一起转动而做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(　　)

A.若增大角速度ω,物块将沿切线方向飞出

B.若增大角速度ω,物块将沿曲线逐渐远离圆心

C.若减小角速度ω,物块将沿曲线逐渐靠近圆心

D.若减小角速度ω,物块仍做匀速圆周运动

答案BD

8.洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附着在筒壁上,此时:

①衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力

②衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力

③筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大

④筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大

以上说法正确的是(　　)

A.①②       B.①③

C.②④       D.③④

答案B

解析衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用,衣服所受的重力与摩擦力是一对平衡力,与转速无关,也不能提供向心力.衣服做圆周运动所需向心力由筒壁的弹力提供,随筒的转速的增大而增大.所以①③正确,故选项B正确.

9.有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动,转速加快到一定程度时,突然底板塌落,游客发现自己没有落下去,这是因为(　　)

A.游客受到筒壁的作用力垂直于筒壁

B.游客处于失重状态

C.游客受到的静摩擦力大小等于重力大小

D.游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势

答案C

解析游客做匀速圆周运动的向心力是由筒壁对游客的弹力提供的,当转速达到某一数值后支持力F_N也达到某一数值,使游客受到的静摩擦力f=mg,静摩擦力与游客的重力平衡,底板塌落后游客就不会下落,故选项C正确.

10.(多选)假定雨伞面完全水平,旋转时,其上一部分水滴被甩出来,下列关于伞面上水滴的受力和运动情况的说法正确的是(　　)

A.越靠近转轴的水滴,越难被甩出来

B.水滴离开雨伞时是沿半径方向离心而去

C.水滴离开雨伞后,对地的运动为平抛运动

D.雨伞转得越快,水滴落地的时间就越长

答案AC

解析在转动雨伞时,伞上的水滴均是同轴转动,向心力由黏附力提供,F_n=mω²r,越靠近轴,F_n越小,故选项A对;当所需的向心力大于黏附力时,水滴做离心运动,脱离伞后做平抛运动,故B、D错,C对.

11.(多选)如图所示,水平转台上放着A、B、C三个物体,质量分别为2m、m、m,离转轴的距离分别为R、R、2R,与转台间的动摩擦因数相同,转台旋转时,下列说法正确的是(　　)

A.若三个物体均未滑动,C物体的向心加速度最大

B.若三个物体均未滑动,B物体受的摩擦力最大

C.转速增加,A物体比B物体先滑动

D.转速增加,C物体先滑动

答案AD

解析三个物体均未滑动时,做圆周运动的角速度相同,均为ω,根据a=ω²r知,半径最大的向心加速度最大,选项A正确;三个物体均未滑动时,静摩擦力提供向心力,f_A=2mω²R,f_B=mω²R,f_C=2mω²R,B物体受的摩擦力最小,选项B错误;转速增加时,角速度增加,当三个物体都刚要滑动时,对A:2μmg=2mω²R,对B:μmg=mω²R,对C:μmg=2mω²R,所以当转速增加时,C的静摩擦力提供的向心力首先不足,C物体先滑动,选项D正确;A与B要么不动,要么一起滑动,选项C错误.

课件：

教案：

一、教学目标

   1.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）了解离心运动的应用和防止。

  2.过程与方法   

    （1）通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力；

    （2）培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。

  3.情感态度与价值观

  （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）培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯。

二、教学重点和难点

教学重点 ：物体做离心运动所满足的条件；  

教学难点：对离心现象的理解及其实例分析。

三、教学准备

    脱水机、离心分离器、视频、ppt

四、教学过程

（一）导入新课

1.思考三个问题：

（1）每个时代的孩子，都有属于他们的故事。还记得儿时的棉花糖吗？想一想：为什么颗粒状的白砂糖放 到机器里边旋转几下就变成了一团雪白的“棉花”？（播放视频）

（2）中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．当地居民认为是风水问题，你相信吗？（放视频）

（3）《湖南卫视》的智勇大闯关，想一想：参赛选手在遇到转盘时，为不被甩出去，应该跳到圆盘哪个位置更好？

2.引入离心现象概念

（1）概念：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足以提供圆周运动的所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种运动称为离心现象。

（2）物体做离心运动的条件:F_供＜F_需

（3）离心现象产生的原因分析：

    当F=mrω²时，物体做匀速圆周运动；

    当F=O时，物体沿切线方向飞出；   

    当F<mmrω< span="">²时，物体逐渐远离圆心；</mmrω<>

当F> mrω²时．物体诼渐靠近圆心。

（4）对离心运动的进一步理解  

做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出。

   做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”   作用。

【巩固练习1】下列说法正确的是  (        )

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

（二）离心运动的应用

1.让学生分组讨论与交流,每一个小组讨论下面的一个模型的原理，再让小组长代表发言。

【思考】小明家的洗衣机最近脱水效果不是特别明显，如果你是维修师傅，你该从哪些方面着手维修洗衣机？

巩固练习2：试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图所示，当转盘以一定角速度转动时(　　)

A．血液中密度大的物质将聚集在管的外侧

B．血液中密度大的物质将聚集在管的内侧

C．血液中密度大的物质将聚集在管的中央

D．血液中的各物质仍均匀分布在管中

（三）离心运动的防止：

【学生分组讨论】

如果某日你恰好开车经过《今日说法》里提到的湖南长沙那个公路拐弯处，你该怎么做确保安全通过？

【巩固练习3】质量为M的物体用细线通过光滑水平平板中央的光滑小孔与质量为m₁、m₂的物体相连，如图所示，M做匀速圆周运动的半径为r₁，线速度为v₁，角速度为ω₁，若将m₁和m₂之间的细线剪断，M仍做匀速圆周运动，其稳定后的运动半径为r₂，线速度为v₂，角速度为ω₂，则以下各量关系正确的是(　　)

A．r₂＝r₁，v₂<v₁        B．r₂>r₁，ω₂<ω₁

C．r₂<r₁，ω₂＝ω₁        D．r₂>r₁，v₂＝v₁

五、课堂小结

    这节课我们运用圆周运动的知识分析了离心现象，知道了产生离心运动的条件。在实际中，当离心运动对我们有利时需要利用它，当离心运动对我们有害时就需要加以限制。

    做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向。

    当F=mrω²时，物体做匀速圆周运动；

    当F=O时，物体沿切线方向飞出；   

    当F<mmrω< span="">²时，物体逐渐远离圆心；</mmrω<>

当F> mrω²时，物体诼渐靠近圆心。

六、课堂板书设计

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