3.3 离心现象 教案-学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册.docVIP

第3章第3节离心现象

考点一、离心运动的基本知识

1、定义

做圆周运动的物体，在受到合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，沿圆周运动的切线方向飞出或远离圆心而去的运动．

2、条件

合外力突然消失或合外力不足以提供向心力。

3、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向，之所以没有飞出去，是因为受到指向圆心的力．

4、应用

离心分离器、离心干燥器、脱水筒、离心水泵；

5、离心运动中合外力与向心力的关系

（1）若F合＝mrω2或F合＝eq\f(mv2,r)，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”。

（2）若F合mrω2或F合eq\f(mv2,r)，物体做半径变小的近心运动，即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”。

（3）若F合mrω2或F合eq\f(mv2,r)，则外力不足以将物体拉回到原轨道上，物体做离心运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足”。

（4）若F合＝0，则物体沿切线方向做直线运动

6、分析离心运动需注意的问题

（1）物体做离心运动时并不存在“离心力”，“离心力”的说法是因为有的同学把惯性当成了力．

（2）离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动．

（3）摩托车或汽车在水平路面上转弯，当最大静摩擦力不足以提供向心力时，即Fmax＜meq\f(v2,r)，做离心运动．

【典例精析】

例1、下列关于离心运动的说法中正确的是（）

A．当物体所受的离心力大于向心力时将产生离心运动

B．做匀速圆周运动的物体，当合外力突然消失时，它将做背离圆心的运动

C．做匀速圆周运动的物体，当合外力突然消失时，它将沿切线方向飞出做直线运动

D．做匀速圆周运动的物体，当合外力突然消失时，它将做曲线运动

【答案】C。

例2、如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是()

A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动

C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心

【答案】A。

例3、物体m用细绳通过光滑的水平板上的小孔与装有细沙的漏斗M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果缓慢减小M的质量，则物体的轨道半径r、角速度ω变化情况是()

A．r不变，ω变小 B．r增大，ω减小

C．r减小，ω增大 D．r减小，ω不变

【答案】B。

例4、如图所示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。

考点二、离心现象的应用与防止

1、几种常见离心运动的对比图示

（1）洗衣机脱水筒（当水滴受到物体的附着力F不足以提供向心力，即Fmω2r，水滴做离心运动）

（2）汽车在水平路面上转弯（当最大静摩擦力不足以提供向心力时，即fmaxmeq\f(v2,r)，汽车做离心运动）

（3）用离心机把体温计的水银甩回玻璃泡中（当离心机快速旋转时，缩口处对水银柱的阻力不足以提供向心力，水银柱做离心运动进入玻璃泡内）

2、离心现象的防止

（1）防止方法

①减小物体运动的速度，使物体做圆周运动时所需的向心力减小。

②增大合外力，使其达到物体做圆周运动时所需的向心力。

（2）常见实例

汽车、火车在弯道要限速；转动砂轮、飞轮要限速。

【典例精析】

例5、市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就会播放录音：“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。

例6、（多选）离心干燥器的金属网笼(如图所示)是利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置。以下关于离心干燥器的说法中正确的是（）

A．水滴随物体一起做圆周运动时，水滴与物体间的附着力提供水滴所需的向心力

B．水滴随物体一起做圆周运动时，水滴的重力提供水滴所需的