2-3 离心现象及其应用 教学设计 (3)

离心现象及其应用
1教学目标
（一）知识与技能
知道什么是离心现象，明确物体做离心运动的条件；
能结合生活中的实例，知道离心运动的应用和危害及其防止；
培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。
（二）过程与方法
通过视频、录像和观察演示实验，帮助学生分析离心运动产生的原因，激发学生用学过的向心力知识寻找本质规律。
通过列举生活中离心现象，认识离心现象在生活、生产中的应用和危害，从而提高分析应用能力。
（三）情感态度与价值观
培养学生辩证地看问题，事物是一分为二的，有利也有弊，充分扬长避短，是一种科学态度，也是一种科学方法；
激发学
生学习物理的兴趣，引导学生自己探索，总结物理规律，体现素质教育。
2学情分析
3重点难点
【教学重点】
理解离心运动的条件及离心运动的本质
【教学难点】
结合具体事例分析离心运动
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】（一）课前复习＆新课引入
我们已经学习了怎样解圆周运动的动力学问题。
为了求物体需要的向心力，我们需要知道其运动平面、圆心、半径和运动快慢等信息……进而，用什么公式求向心力？
☆学生：
而要知道怎样提供向心力，我们需要分析物体受力、处理受力。通过一些实例的分析，我们了解到——
汽车在水平路面转弯，合力就是：
☆学生：摩擦力f
汽车在倾斜路面转弯，合力主要是：
☆学生：重力和支持力的合力mgtanθ
汽车过拱桥，在最高点的合力是
☆学生：mg-N
黑板配合板书：
做圆周运动的物体，任一时刻的瞬时速度方向均沿轨迹上该点的切线方向。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。如果提供它的合外力突然消失或不足以提供做圆周运动所需的向心力，物体将怎样运动呢？本节课专门研究这一问题。
活动2【讲授】（二）新课教学过程
1.离心现象
什么是离心现象？
做离心运动的条件是什么？
请我们观察两个现象，并思考相关问题……
链接视频《奥运会链球比赛》
链接自拍录像转盘上的墨水的运动轨迹
☆学生观察、思考、归纳……
（1）离心现象：做圆周运动的物体，逐渐远离圆心的现象。
（2）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。
引导学生分析总结：
O
F合<
F向
F合
=
F向
F合
=
0
当F合
=
F向时，物体做匀速圆周运动
当F合
=
0时，
物体沿切线方向飞出
当F合<
F向时，物体将逐渐远离圆心
离心现象的本质
思考讨论：
有人说，物体之所以做离心运动，是因为受到一个离心力的作用，这种说法对吗？
☆学生思考讨论……
教师引导分析：a、离心力并没有施力者；b、圆周运动是受向心力约束的、运动状态不断改变的运动。
（3）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
。
活动3【活动】2．离心运动的应用和防止
☆鼓励学生举例说明离心运动的应用和防止。
（1）离心运动的应用
①离心干燥
实验演示：把一块湿海绵放在自制的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时，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。
②棉花糖的制作
链接视频
③离心沉淀
实验演示：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。
（2）离心运动的防止
①车辆转弯时要限速
链接赛车事故视频：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并加防护罩
图片展示：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。
活动4【讲授】(三)课堂小结
1.当物体所受合外力突然消失或不足以提供做圆周运动所需的向心力时，物体将逐渐远离圆心，做离心运动.
O
F合<
F向
F合
=
F向
F合
=
0
2.离心运动的本质：由于物体具有惯性，做圆周运动的物体总有沿切线方向飞出的趋势.
活动5【练习】(四)课堂练习
1.下列现象中不属于离心现象的有
A.汽车通过圆形拱桥时，由于速度太快而离开了桥面
B.汽车在转弯时，由于车速太快而滑到了路边
C.脱水桶转动时可以将湿衣服的水甩去
D.
公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒
2.下列关于离心现象的说法中正确的是
A.物体做离心运动时，其轨迹可以是曲线，也可以是直线
B.做匀速圆周运动的物体，当它所受合外力突然消失时，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.物体做离心运动，是因为受到离心力作用的缘故
3.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
4.
有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘.转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
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