粤教版物理必修2同步教学课件：2.3 离心现象及其应用

课件17张PPT。第三节　离心现象及其应用目标导航预习导引目标导航预习导引二一一、离心现象
1.定义:做圆周运动的物体,逐渐远离圆心的现象.
2.条件:物体所受的合力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力.
预习交流1
做离心运动的物体是因为受到“离心力”作用吗?
答案:不是.物体做离心运动是由于合力突然消失或
不足以提供向心力,并不是受到“离心力”作用.目标导航二一预习导引二、离心现象的应用
1.应用:离心干燥器、离心分离器、脱水桶、投掷链球.
2.危害与防止:车辆转弯时易出现交通事故,拐弯时应减小速度.目标导航二一预习导引预习交流2
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有一种叫做“魔盘”的娱乐设施,如图所示.“魔盘”转动很慢时,盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开,当盘的转速逐渐增大时,盘上的人便逐渐向边缘滑去,离转动中心越远的人,这种滑动的趋势越明显.试分析发生这种现象的原因.
答案:人随盘一起转动,人所受的静摩擦力提供其向心力即f=mrω2,半径越大,所需的向心力越大,人所受的静摩擦力亦越大,当所需的向心力超过人受的最大静摩擦力时,人会做离心运动.一二迁移应用典题例解知识精要一、对离心运动的理解
1.离心运动的实质
离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象,它的本质是物体惯性的表现.做圆周运动的物体,总是有沿着圆周切线飞出去的趋势,之所以没有飞出去,是受到向心力作用的缘故.从某种意义上说,向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切线方向拉到圆周上来.一旦作为向心力的合外力突然消失,物体就会沿切线方向飞出去.
2.物体做离心运动的条件及受力特点
做圆周运动的物体,一旦提供向心力的外力突然消失,或者外力不能提供足够的向心力时,物体做远离圆心的运动,即离心运动.
物体做离心运动并不是物体又受到其他力作用,而是由于外力不能提供足够的向心力.一二迁移应用典题例解知识精要3.离心运动的速度
物体做离心运动时,速度减小或者不变.向心力突然消失时,在不考虑其他力的情况下,物体做匀速直线运动,速度不变;如果是由于所受向心力不足而做离心运动,且受到的“向心力”与速度的方向成钝角,物体就做减速曲线运动.一二迁移应用典题例解知识精要【例1】 质量为m=3 000 kg的汽车在水平公路上行驶,轮胎与路面间的最大静摩擦力为15 000 N,汽车经过半径为r=80 m的弯路时,试问:(1)如果汽车以速度v=10 m/s 沿弯路行驶,汽车的向心力为多大?是由什么力提供的?(2)为保证汽车不发生侧滑,车速的最大值是多大?
解析:(1)当汽车以速度v=10 m/s经过弯路时,
向心力 =3 750 N,由静摩擦力提供向心力.
(2)为保证汽车不发生侧滑,则是由最大静摩擦力提供向心力.
由 代入数据得vmax=20 m/s.
答案:(1)3 750 N　静摩擦力　(2)20 m/s一二迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要1.关于离心运动,下列说法中正确的是(　　)
A.物体突然受到离心力的作用,将做离心运动
B.做匀速圆周运动的物体,当提供向心力的合力突然变大时将做离心运动
C.做匀速圆周运动的物体,只要提供向心力的合力大小发生变化,就将做离心运动
D.做匀速圆周运动的物体,当提供向心力的合力突然消失或变小时将做离心运动
答案:D
解析:当物体所受到的提供向心力的合力小于所需要的向心力时,就会发生离心运动,并不是受到所谓“离心力”的作用所致.一二迁移应用典题例解知识精要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旋转时(　　)
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.血液中的各种物质仍均匀分布在管中
答案:A迁移应用典题例解知识精要一二二、离心运动的应用和防止
生活中常见离心现象及其应用的比较迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要一二【例2】 航天员在进入宇宙飞船进行航天之前要进行多种训练,其中图是离心实验器的原理图.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(线AB与舱底垂直)与水平杆成30°角,求:
?
(1)被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍?
(2)如被测者可看成质点,AB长度为L1,B到转动轴的距离BO=L2,求这时离心器的角速度.迁移应用典题例解知识精要一二解析:(1)被测者受重力和弹力的作用,两个力的合力提供向心力.受力分析如图所示.
被测者受座位的弹力
由牛顿第三定律知,被测者对座位的压力是其重力的2倍.
(2)由牛顿第二定律有mgcot 30°=mω2R,其中
R=L1cos 30°+L2,解得答案:(1)2倍　 迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要一二洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中不正确的是(　　)
A.脱水过程中,衣物是紧贴筒壁的
B.水会从筒中甩出是由于水滴受到的向心力很大的缘故
C.加快脱水筒转动角速度,脱水效果会更好
D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好
答案:B
解析:脱水过程中衣物因做离心运动而紧贴筒壁,A正确;水滴跟衣服的附着力不足以提供所需的向心力,水滴做离心运动而甩出筒外,B错误;由F=mrω2知,增大ω或r时,脱水效果会更好,C、D正确.