研究离心现象及其应用 同步测控
我夯基 我达标
1.下列关于离心现象的说法正确的是（ ）
A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动
C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线做直线运动
D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做曲线运动
解析：离心运动是做圆周运动的物体所受合外力消失或不足以提供做圆周运动所需的向心力而做的运动.当合外力消失时，物体将以消失时的速度做匀速直线运动.
答案:C
2.（经典回放）做离心运动的物体,它的速度变化情况是（ ）
A.速度大小不变,方向改变 B.速度大小不变,方向不变
C.速度的大小和方向可能都改变 D.速度的大小和方向可能都不变
解析：离心运动表现为两种形式：一是沿切线远离圆心，做匀速直线运动，这种情况下，速度的大小和方向都不变；二是介于切线与圆周之间远离圆心，这种情况是由于合外力所提供的向心力不足所造成的，轨迹为曲线，速度的大小和方向都变化.由上述分析可知，选项A、B是错误的，选项C、D正确.
答案:CD
3.洗衣机的脱水筒在工作时，有一衣物附着在竖直的筒壁上，则此时（ ）
A.衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用
B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供
C.筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大
D.筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大
解析：对衣物研究：竖直方向：f=mg.水平方向：N=mω2r当角速度增大时，摩擦力f不变，弹力N增大.
答案:AC
4.如图2-4-7所示，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过A点时开始脱离圆环，则小球将做…（ ）
图2-4-7
A.自由落体运动 B.平抛运动 C.斜上抛运动 D.竖直上抛运动
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.当脱离轨道后物体只受重力,所以物体将做斜上抛运动.
答案:C
5.如图2-4-8所示，一辆汽车行驶在如图半径为R的半圆路面上，当它到达路面顶端A时（ ）
图2-48
A.速度不大于即可 B.速度如果等于，汽车将做平抛运动
C.汽车速度只有小于才能安全通过 D.以上说法都不对
解析:在最高点若汽车的速度大于或等于gR,则其在最高点只受重力,汽车将有做平抛运动的趋势，所以要使汽车安全通过最高点,其速度必须小于gR.
答案:C
6.如图2-4-9所示，在注满水的玻璃管中放一个乒乓球，然后再用软木塞封住管口，将此玻璃管放在旋转的水平转盘上，且保持与盘相对静止，则乒乓球会（ ）
图2-4-9
A.向外侧运动 B.向内侧运动
C.保持不动 D.条件不足，无法判断
解析：若把乒乓球换成等体积的水球，则此水球将会做圆周运动，能够使水球做圆周运动的是两侧的水的合压力，而且这两侧压力不论是对乒乓球还是水球都是一样的.但由于乒乓球的质量小于相同体积的水球的质量，所以此合压力大于乒乓球在相同轨道相同角速度下做圆周运动所需的向心力,所以乒乓球将会做近心运动.
答案:B
7.如图2-4-10所示，光滑的水平面上，小球m在拉力Ｆ的作用下做匀速圆周运动，若小球在到达Ｐ点时突然发生变化，则下列说法正确的是（ ）
图2-4-10
A.若F突然消失，小球将沿轨迹a做离心运动
B.若F突然变小，小球将沿轨迹a做离心运动
C.若F突然变大，小球将沿轨迹b做离心运动
D.若F突然变小，小球将沿轨迹c做近心运动
解析：若F消失，则物体将做匀速直线运动.根据公式F=可得r=，若F变小，则物体将做半径变大的离心运动，若F变大，物体将做半径变小的近心运动.
答案:A
我综合 我发展
8.如图2-4-11所示，匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线连着的质量相等的物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相等.当圆盘转速加快到两物体刚要滑动且尚未滑动的状态时，烧断细线，则两物体的运动情况是（ ）
图2-4-11
A.两物体均沿切线方向滑动
B.两物体均沿半径方向做远离圆心的运动
C.两物体随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动
D.物体A随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动
解析：当要滑未滑时，A物体受到向外的拉力与向内的最大静摩擦力，两者的合力提供A所需的向心力，最大静摩擦力大于所需的向心力；B物体受到向内的拉力与向内的最大静摩擦力，两者的合力提供B物体所需的向心力，最大静摩擦力小于所需的向心力.若此时烧断细线，对于B来说，单凭最大静摩擦力是提供不了足够的向心力的，所以B将做离心运动而滑动；对于A来说，静摩擦力足以提供向心力，所以A不滑动.
答案:D
9.如图2-4-12所示用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平面上方h处，绳长大于h，使小球在水平面上做圆周运动不离开地面的最大角速度为_________.
图2-4-12
解析：当小球以此最大角速度运动时，小球恰好离开地面做圆周运动，小球受到重力与绳子的拉力，两者的合力提供向心力，F合=mg=mrω2.
答案:ω=
10.2002年12月30日，我国成功发射并回收了“神舟”四号宇宙飞船，2003年10月15日成功发射了载人宇宙飞船.飞船中的宇航员需要在航天之前进行多种训练，如图2-4-13是离心实验的原理图，可以用此实验研究过荷对人体的影响，测定人体的抗荷能力.离心实验器转动时，被测者做匀速圆周运动.现观察到图中的直线AB与水平杆成30°角，则被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍？
图2-4-13
解析：人体受重力与座位的弹力，两者的合力提供向心力（水平），由受力分析可得FN=mg/sin30°=2mg.
答案:2倍
研究离心现象及其应用 同步练习
1.下列关于离心现象的说法正确的是
A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动
C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动
D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做曲线运动
答案：C
2.如图所示，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过A点时开始脱离圆环，则小球将做
A.自由落体运动 B.平抛运动
C.斜上抛运动 D.竖直上抛运动
答案：C
3.在人们经常见到的以下现象中，属于离心现象的是
A.舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开
B.在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出
C.满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出
D.守门员把足球踢出后，球在空中沿着弧线运动
答案：ABC
4.下列哪些现象是为了防止物体产生离心现象的
①汽车转弯时要限制速度 ②转速很高的砂轮半径不能做得太大 ③在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨 ④离心水泵工作时，要控制叶片的运转速度
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
答案：A
5.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：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手.”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
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
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
答案：C
6.图中所示是用来研究圆周运动的仪器，球A、B可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一细轻线连接，mA＝2mB.当仪器以角速度ω匀速转动并达到稳定时，两球与转轴距离rA、rB保持不变，则
A.两球向心力大小相等 B.rA＝rB
C.两球的向心加速度大小相等 D.两球的角速度相等
答案：ABD
7.在注满水的玻璃管中放一个乒乓球，然后再用软木塞封住管口，将此玻璃管放在旋转的转盘上，且保持与盘相对静止，如图所示.则乒乓球会
A.向外侧运动 B.向内侧运动
C.保持不动 D.条件不足，无法判断
答案：B
8.我国铁路标准轨距为1435 mm，在某铁路转弯处，弯道半径是500 m，若允许火车通过的标准速度为60 km/h，则外轨应比内轨高出多少？
答案：.8 cm
9.如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M的质点P，与穿过中央小孔H的轻绳一端连着.平板与小孔是光滑的，用手拉着绳子下端，使质点做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动.若绳子迅速放松至某一长度R而拉紧，质点就能在以半径为R的圆周上做匀速圆周运动.求质点由半径r到R所需的时间.
答案：
第4节 研究离心现象及其应用
教材分析
教材首先分析了离心现象发生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．
做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动，此种运动叫“离心运动”。在半径不变时物体做圆周运动所需的向心力是与角速度的平方(或线速度的平方)成正比的．若物体的角速度增加了，而向心力没有相应地增大，物体到圆心的距离就不能维持不变，而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心．若物体所受的向心力突然消失，则将沿着切线方向远离圆心而去．人们利用离心运动原理制成的机械，称为离心机械．例如离心分液器、离心加速器、离心式水泵、离心球磨机等都是利用离心运动的原理．当然离心运动也是有害的，应设法防止。例如砂轮的转速若超过规定的最大转速，砂轮的各部分将因离心运动而破碎．又如火车转弯时，若速度太大会因倾斜的路面和铁轨提供给它的向心力不足以维持它做圆周运动，就会因离心运动而造成出轨事故．
学习离心运动的概念时．通过充分讨论．让学生明确几点：
第一，做圆周运动的物体．一旦失去向心力或向心力不足，都不能再满足把物体约束在原来的圆周上运动的条件．这时会出现物体远离圆心而去的现象．
第二，可补充加上提供的向心力F大于物体所需的向心力mrω2时，F> mrω2，表现为向心的趋势(离圆心越来越近)．这对学生全面理解“外力必须等于mrω2时；物体才可做匀速圆周运动”有好处．
第三，离心运动是物体具有惯性的表现．而不是物体受到“离心力”作用的结果．有些学生可能提出，“离心力”的问题．教师可以说明那是在另一参考系(非惯性系)中引入的概念，在中学阶段不予研究．
关于离心运动的应用和防止．可引导同学讨论完成．
教学重点 ：物体做离心运动所满足的条件．
教学难点：对离心运动的理解及其实例分析．
教具准备：离心转台、离心干燥器等各类演示设备．
课时安排：l课时
三维目标
一、知识与技能
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．
二、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．
三、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．
教学过程
导入新课
我们小时候大都喜欢吃棉花糖，而且当时一定非常奇怪．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”?
做匀速圆周运动的物体。它所受的合外力恰好提供了它所需要的向心力，如果提供它的外力消失或不足，物体将怎样运动呢?本节课专门研究这一问题．
推进新课
离心运动
学生阅读教材，认识离心运动．
1．离心现象
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，它之所以没有飞去是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来，使物体同圆心的距离保持不变．
一旦向心力突然消失，物体就沿切线方向飞去，离圆心越来越远．如用细绳拉着在光滑水平面做匀速圆周运动的小球，如果细绳突然断了，小球就沿切线方向飞去；用旋转的砂轮磨制刀具时，原来做匀速圆周的砂轮微粒，磨落后将沿切线飞去．
多媒体课件展示
旋转的砂轮磨制刀具
除了向心力突然消失外，在合外力F不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时，物体将偏离原来运动的圆轨道．当F< mrω2时，物体将沿切线和圆周之间的某条曲线运动，离圆心越来越远，如图所示，如在旋转的平台上滴几滴墨水，平台转动较慢时，墨水能随转台做匀速圆周运动，当平台达到一定的转速时，墨水滴将做逐渐远离圆心的运动．
2．离心运动
做匀速圆周运动的物体，在所受合外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，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．
(1)离心运动的条件：
当产生向心力的合外力突然消失，物体便沿所在位置的切线方向飞出．
当产生向心力的合外力不完全消失，而只是小于所需要的向心力时，物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动，远离圆心而去．
(2)离心现象的本质——物体惯性的表现
做匀速圆周运动的物体，由于本身有惯性，总是想沿着切线方向运动。只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动．如果提供向心力的合外力突然消失，物体由于本身的惯性，将沿着切线方向运动，这也是牛顿第一定律的必然结果．如果提供向心力的合外力减小，使它不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动．此时，物体逐渐远离圆心，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．
二、离心运动的应用和防止
1．离心运动的应用
①离心干燥器
演示：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足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动．当网笼转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面．
②离心沉淀器
试管里的悬浊液沉淀较慢，为了加速沉淀，也可把试管装入离心机，利用离心运动的原理使其中的不溶微粒加速沉淀．小朋友都爱吃的“棉花糖”，它的制作方法也应用了离心运动的原理．
③洗衣机的脱水筒
④用离心机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非常细的缩口，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，在医院里将许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足以提供所需的向心力，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．
2．离心运动的防止
①车辆转弯时要限速
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。如果转弯时速度过大，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．因此，在转弯处，车辆行驶不允许超过规定的速率．
②转动的砂轮和飞轮要限速
高速转动的砂轮和飞轮等，都不得超过允许的最大转速，如果转速过高，砂轮和飞轮内部分子间的相互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。
离心现象有时会造成危害，需要防止．例如汽车、火车在转弯时若速度超过允许范围，就会因离心现象而造成严重交通事故．高速转动的砂轮，若转速过大，使构成砂轮的砂粒间的作用力不足以提供其所需的向心力，就会引起砂轮某些组成部分的离心现象而造成事故。
【知识拓展】
在日常生活中，有不少人用“离心力’’来解释离心现象．其实，“离心力”这个概念不够严密．物体发生离心现象并不是因为有什么“离心力”作用在物体上，而是因为向心力减小或消失．此外，向心力本身也是一个以效果来命名的力，它可以是一个作用力，也可以是几个作用力的合力，也可以是合力在半径方向的分力．在一般情况下，也不能认为向心力和离心力是一对作用力和反作用力
1．飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，即飞行员对座位的压力大于他所受的重力，这种现象也叫过荷．过荷会造成飞行员大脑缺血，四肢沉重．过荷过大时，飞行员还会暂时失明，甚至晕厥．飞行员可以通过加强训练来提高自己的抗荷能力．如图所示是训练飞行员用的一种离心试验器．当试验器转动时，被训练人员根据测试要求，在试验舱内可取坐、卧等不同姿势，以测试离心作用对飞行员产生的影响．离心试验器转动时，被测验者做匀速圆周运动．现观察到图中的直线AB(即垂直于座位的直线)与水平杆成300角．被测验者对座位的压力是他所受重力的多少倍?
2．有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形的大容器，游客进入容器后靠筒壁坐着(见图)．当圆筒开始转动，转速逐渐增大时，游客会感到自己被紧紧地压在筒壁上不能动弹．当转速增大到一定程度时，突然地板与座椅一起向下坍落，游客们大吃一惊，但他们都惊奇地发现自己是安全的．请回答这时人们做圆周运动所需的向心力是由什么力提供的? 人们自身所受重力又是被什么力所平衡的?
三、巩固练习
1．物体做离心运动时,运动轨迹…………………………………………………( )
A．一定是直线 B．一定是曲线
C．可能是直线，也可能是曲线 D．可能是圆
2．物体m用线通过光滑的水平板上的小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示．如果减小M的质量，则物体的轨道半径r，角速度ω线速度v的大小变化情况是………………………( )
A．r不变，v变小，ω变小
B．r增大，ω减小，v不变
C．r减小，v不变，ω增大
D．r减小，ω不变，v变小
3．如果汽车的质量为m，水平弯道是一个半径为50 m的圆弧，汽车与地面间的最大静摩擦力为车重的O．2倍，欲使汽车转弯时不打滑，汽车在弯道处行驶的最大速度是多少?(g取10 m／s2)
4．图中所示是用来研究圆周运动的仪器，球A、B可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一细轻线连接，mA=2mB．当仪器以角速度ω匀速转动，并达到稳定时，两球与转轴距离rA、rB保持不变，则………( )
A．两球向心力大小相等
B． rA=1/2rB
C．两球的向心加速度大小相等
D．当ω增大时，B球向外运动
参考答案：
1．C 2．B 3．10 m／s 4．AB
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．在耋际中，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当F> mrω2时．物体诼渐靠近圆心。
板书设计
1．离心现象
(1)物体做离心运动的条件
合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力．
(2)离心运动
做匀速圆周运动的物体，在所受合外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，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．
2．离心运动的应用和防止
(1)离心运动的应用
①离心干燥器
②离心沉淀器
(2)离心运动的防止
①车辆转弯时要限速
②转动的砂轮和飞轮要限速
活动与探究
观察并思考：
1．汽车、自行车等在束平面上转弯时，为什么速度不能过大?
2．滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿势，并分析其受力情况．
研究离心现象及其应用-例题思考
1.做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力的作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动，当产生向心力的合外力消失时，物体便沿着所在位置的切线方向飞出.当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力时，即合外力不足以提供所需的向心力时，物体沿切线与圆周之间的一条曲线运动.
【例1】 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动.若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是
A.若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
D.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动
思路：该题反映了物体做离心运动的几种情况.当拉力变小后，小球既会由于拉力不足以提供向心力而做离心运动，同时又由于细线还有拉力而改变运动方向，所以将沿切线和圆周之间的某一方向飞出，即沿轨迹Pb做离心运动；在拉力突然变大后，由于所施加的拉力大于所需的向心力，而将会把物体向内拉动，偏离了圆周，而向圆心的一侧运动，即沿轨迹Pc运动；若拉力突然消失，小球将由于惯性沿轨迹Pa做离心运动.
答案：A
2.物体是做离心运动还是做圆周运动取决于物体所受到的合外力与物体做圆周运动所需的向心力之间的关系.即如果质量为m的物体，沿半径为r的圆周以速度v做圆周运动，则要做该圆周运动需要m这么大的向心力，所以物体所受到的实际的合外力能否满足，就是物体是做离心运动还是圆周运动的条件.如果受到的力恰能提供这么大的力，物体就做圆周运动，如果受到的力不足以提供这么大的力，物体就做离心运动.当所受到的力完全消失，即合外力等于零时，物体处于平衡状态，做匀速直线运动.还有，当实际物体受到的力大于做该圆周运动所需的向心力时，物体同样不会做圆周运动，只不过此时不是背离圆心运动，而是向圆周的内侧运动了.
【例2】 在一个水平转台上放有A、B、C三个物体，它们跟台面间的动摩擦因数相同.A的质量为2m，B、C的质量均为m.A、B离转轴均为r，C为2r.则
A.若A、B、C三个物体随转台一起转动未发生滑动，A、C的向心加速度比B大
B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动，B所受的静摩擦力最小
C.当转台转速增加时，C最先发生滑动
D.当转台转速继续增加时，A比B先滑动
思路：A、B、C三个物体随转台一起转动时，它们的角速度都等于转台的角速度，设为ω.根据向心加速度的公式an=ω2r，已知rA=rB＜rC，所以三物体向心加速度的大小关系为aA=aB＜aC.A错误.三个物体随转台一起转动时，由转台的静摩擦力提供向心力，即f=Fn=
mω2r，所以三物体受到的静摩擦力的大小分别为fA=mAω2rA=2mω2r
fB=mBω2rB=mω2r
fC=mCω2rC=mω2·2r=2mω2r
即物体B所受静摩擦力最小，B正确.
由于转台对物体的静摩擦力有一个最大值，设相互间动摩擦因数为μ，静摩擦力的最大值可认为是fm=μmg.由fm=Fn，即μmg=mω2mr，得，不发生滑动的最大角速度为ωm＝即离转台中心越远的物体，使它不发生滑动时转台的最大角速度越小.
由于rC＞rA=rB，所以当转台的转速逐渐增加时，物体C最先发生滑动.转速继续增加时，物体A、B将同时发生滑动.C正确，D错误.
答案：BC
【例3】 右图是一全自动洗衣机中的脱水桶，脱水桶的直径为38 cm，脱水桶工作时的转速为820 r/min，脱水桶工作时衣服所具有的向心加速度大小为多大？是重力加速度的几倍？为什么脱水桶能使衣服脱水？
解析：脱水桶工作时衣服紧靠脱水桶壁，衣服与脱水桶一起做匀速圆周运动.衣服所具有的向心加速度为1401 m/s2，是重力加速度的143倍.
由此可见，一个水滴需要的向心力，大约是其自身重力的143倍，衣服不可能提供给水滴这样大的向心力，于是水与衣服就分离了，并从桶壁的小孔中飞出去.
点评：该题是和实际生活联系密切的一道题.它通过量的角度具体阐述了物体为什么做离心运动.也能很好地使同学们明白，做圆周运动时，实际提供的力和运动所需的力之间的关系不是从物理学的原理上来解释，而是从数值上，让同学们计算做圆周运动所需的向心力，而实际上衣服不可能提供水滴这么大的力，自然水滴就做离心运动了.
研究离心现象及其应用-知识探讨
合作与讨论
1.在生活中离心现象非常普遍，下面是生活中常见的离心现象，请仔细观察并回答下面问题.
(1)棉花糖的制作就是使用了离心现象.把白糖放在机器中间的一个小盒子里，加热熔化后，转动小盒子，糖丝就从盒子上的小孔中出来，用一小棒缠绕起来，就是棉花糖了.那么棉花糖的形成过程中，是盒子转动快了容易形成，还是转动慢了容易形成？
(2)在化学实验室中，常用离心分离器(如图所示)把浑浊液体中所含的不溶于液体的固体颗粒快速沉淀下来.离心分离器在化学、医学、食品等工业部门和近代尖端技术(如制造原子弹、氢弹等)中都有广泛应用.
在这两幅图片中，哪一幅的离心分离器在转动？如果转动时试管与竖直方向的夹角发生变化，是转速大了夹角大，还是转速小了夹角大？
2.取一段细线，在其一端系上一个小球，用手牵着细线的另一端，使之在水平面内做圆周运动，通过手施加力的大小，体会物体做离心运动的条件和现象.
(1)转速快了容易发生离心现象，还是转速慢了容易发生离心现象？
(2)在转动的过程中，手施加的拉力突然消失，会发生什么现象？
(3)在转动的过程中，手施加的拉力突然变小后，会发生什么现象？
(4)在转动的过程中，手施加的拉力突然变大后，会发生什么现象？
我的思路：1.棉花糖的形成是由于白糖熔化后形成的糖浆之间的相互作用力不足以提供其做圆周运动的向心力，而做离心运动.因为糖浆之间的相互作用力是恒定的，所需的向心力越大，就越容易发生离心现象.而向心力的公式F＝mr4π2n2，由此可知，转速越大，需要的向心力越大，糖浆之间的作用力就越不足以提供向心力，越容易发生离心现象.
离心分离器转动时，两个试管应该向外侧倾斜，随转速的增大，与竖直方向的夹角也增大，而固体颗粒的分离就越快.
2.小球转动过程中，手通过细线施加拉力来提供向心力.当细线的拉力不足以提供向心力时，就发生了离心现象.即所需的向心力越大，就越容易发生离心现象.因此，转速大了容易发生离心现象.
在转动过程中，手施加的拉力突然消失，小球将由于惯性，沿圆周运动的切线方向飞出.如果仅仅是手的拉力变小，拉力并没有完全消失，小球即会由于拉力不足以提供向心力而做离心运动，同时又由于细线还有拉力而改变运动方向，所以将沿切线和圆周之间的某一方向飞出.当手施加的拉力增大后，由于所施加的拉力大于所需的向心力，而将会把物体向内拉动，即偏离了圆周，而向圆心的一侧运动.
知识总结
1.物体做离心运动的条件是：物体实际受到的力F小于运动所需要的向心力m，即F＜m.圆周运动所需要的向心力越大，即物体的质量越大，速度越大，半径越小，角速度越大.转速越大时，物体就越容易发生离心现象.
2.当物体实际受到的力F等于运动所需要的向心力m，即F＝m时，物体做圆周运动；当物体实际受到的力F小于运动所需要的向心力m，即F＜m时，物体沿切线和圆周之间的某一位置做曲线运动；当物体实际受到的力F突然消失时，物体沿切线方向飞出；当物体实际受到的力F大于运动所需要的向心力m，即F＞m时，物体将偏向圆周的内侧做曲线运动.
