2014年春(教师使用)高一物理(粤教版)必修二同步课件 第2章 第3节 离心现象及其应用(34张ppt)

链球．
2．危害与防止：车辆转弯时易出现交通事故，拐弯时
应减少________ 速度 ．
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 切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力 作用的缘故．
2．离心运动的受力特点． 物体做离心运动并非受到“离心力”的作用，而是外力 不足以提供向心力的结果，“离心力”根本就不存在，因为
A．沿半径方向接近圆心
C．沿切线方向做直线运动
B．沿半径方向远离圆心
D．仍维持圆周运动
2．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个 小物体A，今给它一个水平的初速度v0＝ gR ，则物体将
( D )
A．沿球面下滑到水平面 B．先沿球面下滑一段，然后离开球面做斜下抛运动 C．按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动 D．立即离开半球做平抛运动
(1)减小物体运动的速度，使物体做圆周运动是所需的向
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． (3)常见实例． ①汽车在公路上转弯处限速．
在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车 轮与路面间的静摩擦力提供的．如果转弯时速度过大，所需 向心力F大于最大静摩擦力fmax，汽车将做离心运动而造成车 体侧滑，因此在公路转弯处汽车必须限速． ②转动的砂轮、飞轮限速． 高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速， 如果转速过高，砂轮、飞轮内部分子间的作用力不足以提供 需的向心力时，离心运动会使它们破裂，甚至酿成事故．
3．(双选)做离心运动的物体，它的速度变化情况是
( CD )
A．速度的大小不变，方向改变 B．速度的大小改变，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
4．(双选)为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”
现象，可以.( BC )
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
10.如图所示，一质量为m的物块，在细线的拉力作用下， 沿较大的光滑平面做匀速圆周运动，当细线突然断裂时( )
A．将沿切线方向做匀速直线飞出
B．将做靠近圆心的曲线运动
C．将做远离圆心的曲线运动
D．沿断裂时细线的方向向外匀速飞出
解析：据题意，细线断裂后，物块所受合力为零，将沿 速度的方向做匀速直线运动，故A正确，B、C、D错误 答案：A
“离心”运动．出现这一错误的原因还是没有从离心运动的
本质——惯性的角度认识这一运动．
变式训练 1．一个做匀速圆周运动的物体，当实际提供的向心力 小于其所需要的向心力mω2r时，则( C ) A．将沿切线方向飞出做匀速直线运动 B．将做靠近圆心的曲线运动 C．将做远离圆心的曲线运动
D．将做平抛运动
离心运动的应用 如图所示，A、B两个物体放在水平的旋转圆台上， 动摩擦力因数均为μ，A的质量为2m，B的质量为m，A、B距 转轴的距离分别为R和2R，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 当圆台旋转并且转速增大时，哪个物体先开始滑动？求A、B 将要滑动时圆台的角速度ωA和ωB分别为多少？
9．在匀速转动的小型风扇扇叶上趴着一个相对扇叶静 止的小虫，则小虫相对扇叶的运动趋势是( )
A．沿切线方向
C．沿半径背离圆心
B．沿半径指向圆心
D．无相对运动趋势
解析：可由静摩擦力的方向判断运动趋势的方向，小虫 受到静摩擦力做向心力，指向圆心，故小虫相对扇叶的运动 趋势是沿半径背离圆心．故C正确． 答案：C
2h g
知水滴落
12．下列哪些现象是为了利用物体产生离心运动( D )
A．汽车转弯时要限制速度 B．转速很大的砂轮半径做得不能太大
C．在修的洗衣机脱水桶转速很大
答案：B 先滑动
变式训练 2．下列说法中错误的是( B ) A．提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干
B．转动带有雨水的雨伞，水滴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．离心水泵利用了离心运动的原理
基础达标
1．用绳子拴一个小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动， 当绳子突然断了以后，物体的运动情况是( )C
解析：物体做什么运动取决于物体所受合外力与物体所 需向心力的关系，只有当提供的向心力小于所需要的向心力
时，物体做离心运动，所以做离心运动的物体并没有受到所
谓的离心力的作用，离心力没有施力物体，所以离心力不存 在．由以上分析可知D正确．
答案：D
思维总结：(1)物体做离心运动时易错误地认为物体受到
了离心力的作用，其原因是误认为有向心力必有离心力，当
离心运动的特点 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，当提供向心力的合外力突 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外力 的数值发生变化，就将做离心运动 D．做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合外力突 然消失或变小时将做离心运动 )
mv2，则外力不足以将物体拉回 r
到原轨道上，而做离心运动，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．
二、离心现象的应用 1．常见几种离心运动对比图示： 项目 洗衣机 脱水筒 实物图 原理图 现象及结论 当水滴跟物体的附着 力F不足以提供向心 力时，即F＜mω2r， 水滴做离心运动
解析：物体随圆台做圆周运动，由静摩擦力提供向心力， 则 μmg＝mω r，其最大角速度 ω＝
2
μg ，由于 rA＜rB，故 r
最大角速度 ωA max＞ωB max，所以 B 先滑动． 由前面分析：物体将要滑动时，物体的角速度已达到最 大值， 则 ωA ＝ μg ， ωB ＝ R μg R μg . 2R μg 2R
物体受到所谓的“离心力”时，便做离心运动，对于该问题 要清楚力和运动的关系，如，向心力突然消失时，物体将沿
切
线飞出，即保持匀速直线运动，这正是物体惯性的表现．所 以离心运动的本质原因是物体的惯性，条件是向心力突然消 失或不足以提供物体所需的向心力． (2)易产生的另一个错误是误认为做离心运动的物体的运 动轨道一定是直线，其原因是误认为物体做离心运动的“离 心”指的是沿半径向外，只有做沿半径向外的直线运动才是
5．(双选)洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上， 则此时( )AC
A．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力
B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力
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转速的增大而增大
6．物体做离心运动时，运动轨迹的形状为(
)
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．可能是一个圆
第三节
离心现象及其应用
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：物体所受合外力突然消失 ________或不足以提供圆周运 动所需的________ 向心力 ．
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
解析：离心运动是指合力突然变为零或合力不足以提供 向心力时物体逐渐远离圆心的运动，若合力突然变为零，物 体沿切线方向做直线运动，若合力比向心力小，物体做曲线
运动，但逐渐远离圆心，故A、B、D错，C对．
答案：C
能力提升
7.在地球赤道上放一小物体，现假设地球对小物体的引
A.
B.
C. D. 解析:小物体向心力突然消失，将沿切线飞去，做匀速直 线运动，以地面为参照物，小物体将向上并渐偏向西方飞去， 故D正确. 答案：D
8．下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是( A．因为向心加速度的大小不变，故是匀变速运动 B．由于向心加速度的方向变化，故是变加速运动
)
C．用线系着的物体在光滑水平面上做匀速圆周运动， 线断后，物体受到“离心力”作用而背离圆心运动 D．向心力和离心力一定是一对作用力和反作用力
解析：匀速圆周运动是加速度大小不变方向时刻改变的 运动，故A错误，B正确；向心力是物体做匀速圆周运动时受 到的合力，“离心力”根本不存在，故C、D错误，选B. 答案：B
根本找不到“离心力”的施力物体．
3．合外力与向心力的关系(如下图)．
(1)若F合＝mrω2或F合＝ “提供”满足“需要”．
mv2，物体做匀速圆周运动，即 r
2 m v (2)若F合＞mrω2或F合＞ ，物体做半径变小的近心运 r
动，即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”． (3)若F合＜mrω2或F合＜
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
2 v fmax＜m ，汽车做 r
离心运动
（续上表） 项目 用离心 机把体 温计的 水银甩 回玻璃 泡中 实物图 原理图 现象及结论
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
2.离心现象的防止．
11．(双选)假定雨伞面完全水平，旋转时，其上一部分 水滴甩出来，下面关于伞面上雨滴的受力和运动情况的说法
中正确的是(
)
A．越靠近转动轴的雨滴的向心加速度越小 B．雨滴离开雨伞时是沿半径方向离心而去的 C．雨滴离开雨伞后对地的运动为平抛运动 D．雨伞转得越快，雨滴落地的时间就越长
解析：由公式a＝ω2r知A正确；水滴甩出后沿切线方向 飞出，做平抛运动，故B错误，C正确；由t＝ 地所用的时间一样，故D错误． 答案：AC