《离心运动》学案.docVIP

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离心运动

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会分析离心运动的条件。

重点：熟练应用物体做离心运动所满足的条件。

知道离心运动的应用和防止。

学习探究

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★自主学习

1.匀速圆周运动的物体，在____________突然消失或者___________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”。

2.在半径不变时物体做圆周运动所需的________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_____________突然消失，则将沿着____________远离圆心而去．

3.人们利用离心运动原理制成的机械，称为___________．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．

4.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__________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__________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．

★新知探究

一、离心运动

做圆周运动的物体，在受到_________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，将________圆心运动，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

二、离心机械

1.离心干燥器

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．

用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内

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．

三、离心运动的危害及其防止

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。

常见的几种离心运动对比图示

项目

实物图

原理图

现象及结论

洗衣机脱水筒

当水滴跟物体附着力F不足以提供向心力时,即F＜mω2r,水滴做离心运动

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＜m,汽车做离心运动

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时,水银柱做离心运动进入玻璃泡内

例题精析

题型一：物体做离心运动的条件判断

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

abcOP

a

b

c

O

P

v

D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动

读思路：该题反映了物体做离心运动的几种现象，当拉力变小后，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。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，即偏离了圆周，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。

规范解：A

题后小结：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。

题型二：圆周运动的