陕西省榆林育才中学高中物理 2.4离心现象及其应用导学案沪科版必修2

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高中物理 2.4研究离心现象及其应用导学案沪科版必修2

§2.4研究离心现象及其应用【教学目标】知识与技能方面：离心现象及其产生的原因；过程与方法方面：将生活实例转换为物理问题进行分析研究；情感、态度与价值观方面：了解并体会物理学对经济和社会发展的贡献。

【教学重点】（1）离心现象的概念；（2）离心现象的应用与防止；【教学难点】实际问题中离心现象的分析【知识梳理】1、离心现象：做运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做的运动。

2、离心运动的本质是由于物体具有，物体做圆周运动时总有沿方向飞离的倾向。

3、做匀速圆周运动的物体所受指向圆心的合力改变时，运动的路径也将改变；当所受的向心力突然，或所受到的指向圆心的合外力所需向心力时，物体将沿着圆周的切线方向或者沿着某一曲线飞离圆周，这时候出现了离心现象。

4、离心现象在生活、生产和科技中有广泛的应用：水泥涵管的制造，，，等都是根据离心现象工作的；在家庭里洗衣机甩干衣物利用把衣物里水甩出去；在实验室、医院里，常用将不同密度的物质分离开来。

5、离心现象有时会给人们带来不利的方面：出现交通事故，在高速公路的弯道处，要对车辆，高速旋转的砂轮或飞轮破裂，碎片飞出造成事故，所以要对转动的物体。

【合作探究】1、做离心运动的物体，总是沿着切线方向飞出吗？2、离心运动的本质是什么？3、汽车转弯时，速度越大越容易快速转过，还是适当的速度更容易转过去？【小试身手】1、物体做离心运动时,运动轨迹（）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．可能是圆2、下列关于离心现象的说法正确的是( )A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做曲线运动3、如图1所示,匀速转动的水平圆盘上在离转轴某一距离处放一滑块,该滑块恰能跟随圆盘做匀速圆周运动而不产生相对滑动,则在改变下列何种条件的情况下,滑块仍能与圆盘保持相对静止( )A.增大圆盘转动的角速度B.增大滑块到转轴的距离C.增大滑块的质量mD.改变上述任一条件的情况下都不可能使滑块与圆盘保持相对静止【课后达标】1、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2、洗衣机的甩干筒（竖直放置）在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时（）A.衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力B.衣物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筒的转速的增大而增大3、有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,下列说法正确的是( )A.游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁B.游客处于失重状态C.游客受到的摩擦力等于重力D.随着转速的增大游客有沿筒壁向上滑动的趋势4、如图3所示,一根长0.1 m的细线,一端系着一个质量为0.18 kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动.现使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间,线的拉力比开始时大40 N.(重力加速度g=10 m/s2)求:(1)线断开前的瞬间,线的拉力大小;(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度大小;(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边的夹角为60°,桌面高出地面0.8 m,求小球飞出后的落地点垂直到桌边的水平距离.【自我反思】2、4答案【小试身手】1、选C.做圆周运动的物体,若合外力的向心(垂直于速度方向)分力变得不足以提供做某个圆周运动所需的向心力时,物体将有轨道变大的趋势,即有做远离原圆心的曲线运动的趋势.若合外力根本没有向心分量时,物体将有沿切线飞出后做直线运动的趋势;所以,运动可能是直线也可能是曲线,但轨道不可能是小圆.2、【解析】选C.向心力是根据效果命名的.做匀速圆周运动的物体所需要的向心力,是它所受的某个力或几个力的合力提供的,但并不受离心力的作用.它之所以产生离心现象是由于F合=F向<mω2r,故A错.物体在做匀速圆周运动时,若它所受到的力都突然消失,根据牛顿第一定律,它从这时起做匀速直线运动.故C正确,B、D错.3、【解析】选C.用ω、r分别表示圆盘转动的角速度和滑块到转轴的距离,圆盘对滑块的最大静摩擦力 f m=μmg ①滑块跟随圆盘的转动做匀速圆周运动,恰不发生相对滑动时,应有mω2r=f m. ②联立①②两式得:ω2r=μg ③由③式可知,滑块质量的大小不影响滑块是否能相对圆盘滑动,但若增大ω或r,一定会使ω2r>μg,滑块会做离心运动而相对圆盘滑动.因此,正确选项为C.【课后达标】1、【解析】选B.匀速圆周运动的向心加速度大小不变,方向时刻在变,是变加速运动,故A错误,B正确;在惯性参考系中,没有“离心力”这个概念,故C、D均不正确.2、【解析】选A、C.衣物附在筒壁上时，受重力、弹力和摩擦力，弹力提供向心力，由N=m ω2r及ω=2πn知,转速n增大，弹力增大，重力和摩擦力平衡，故A、C正确，B、D错误.3、【解析】选C.游客随圆筒做圆周运动,当地板塌落后,游客仍能紧贴器壁而不落下去,此时筒壁对游客有两个力作用,即弹力和摩擦力,弹力提供向心力,摩擦力与重力平衡,所以筒壁对游客的作用力方向斜向上,故只有C正确.4、【解析】(1)设开始时角速度为ω0,线的拉力为F0,线断开的瞬间,角速度为ω,线的拉力是F.线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力,。

导学案最新物理学案第2章-2.4 研究离心现象及其应用(沪科版必修2)

2．４研究离心现象及其应用学习目标知识脉络1.了解离心现象及其产生条件,知道人们对离心现象的应用.2.了解人们为防止离心现象而采取的办法及措施．3.通过实际生活中的应用，体验理论指导实际的思想。

离心现象错误!1．定义:做圆周运动的物体,脱离圆周做离开圆心的运动现象．２．本质：离心运动的本质是由于物体具有惯性．物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势。

3．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．错误!1．做离心运动的物体一定受到离心力的作用．（×)２．离心运动是沿半径向外的运动．(×)3.离心运动是物体惯性的表现。

（)错误!雨天，当你旋转自己的雨伞时，将会发现雨滴沿着伞边缘的切线飞出，如图2。

４１你能说出其中的原因吗?图2。

4。

1【提示】当转动雨伞时，雨滴随之转动，所需向心力不足，雨滴做离心运动，因水平方向不受力,由于惯性原因，雨滴沿着伞边缘的切线飞出,飞出后做平抛运动。

错误!如图2。

４.2所示,链球比赛中,高速旋转的链球被放手后会飞出．汽车高速转弯时，若摩擦力不足，汽车会滑出路面．请思考:图2.4。

2探讨1:链球飞出、汽车滑出是因为受到了离心力吗？【提示】不是。

是因为向心力不足或消失.探讨２:物体做离心运动的条件是什么？【提示】物体受的合外力消失或小于圆周运动需要的向心力．错误!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，是因为受到指向圆心的力．２．离心运动的条件：做圆周运动的物体，提供向心力的外力突然消失或者外力不能提供足够大的向心力.3.离心运动、近心运动的判断：物体做离心运动还是近心运动，由实际提供的向心力F与所需向心力(m v2r或mｒω2)的大小关系决定.（如图2。

4。

３所示）图2。

４。

3(1)若F＝mrω2（或m错误!)即“提供"满足“需要",物体做圆周运动.（2）若Ｆ＞mrω2（或m错误!)，即“提供”大于“需要",物体做半径变小的近心运动.(３）若Ｆ〈mｒω2(或m错误!），即“提供”不足，物体做离心运动．(4)若F=0，物体做离心运动，并沿切线方向飞出.1．下列现象中，跟离心运动有关的是( ）Ａ．人沿直线跑步时突然跌倒Ｂ.运动员将链球旋转后抛出C。

高中物理第2章研究圆周运动 2.4 研究离心现象及其应用教案沪科版必修2

2.4 研究离心现象及其应用教研中心教学指导一、课标要求1.知道离心运动及其产生的原因。

2。

知道离心现象的一些应用和可能带来的危害。

3。

培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。

4.培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯。

二、教学建议1。

关于合外力与向心力关系的讨论在教材中，讲了合外力突然消失（F=0）或者不足以提供向心力（F＜mrω2）的情况下,物体做离心运动，建议再加上F＞mrω2的情况，即物体所受的力大于所需的向心力时，表现为向心的趋势（离圆心越来越近)，这对学生全面理解“外力必须等于mrω2时，物体才可做匀速圆周运动”有好处。

2.关于“离心力”问题教材在讲离心现象时,回避了“离心力”的概念.然而在有些科普读物或技术书籍中，把离心现象归结为物体受“离心力"作用的结果。

这里的“离心力"是指转动坐标系(非惯性系)中物体所受的“惯性离心力”。

有些中学生可能提出“离心力"的问题,教师可以说明那是在另一参考系中引入的概念，在中学阶段不予研究.做好有关实验除了教材介绍的离心干燥器和离心转速计外，建议再做一些有趣的小实验.例如：把一个小试管装满水，在水中放一些密度大于水的物质颗粒（例如把绿色塑料导线剪成细细的一小段，这些颗粒就带上了色彩），再在水中放一些密度小于水的物质颗粒（最好也是带色的，例如红色的蜡烛颗粒），这时，我们可以看见：红色的蜡烛颗粒浮在水上，而绿色的塑料导线小段则沉于水底。

然后，用塞子塞住试管口,将试管水平放置，系好绳子,我们顺着某一方向将绳绞紧,松手后，试管将反向旋转.这时，我们看见一个有趣的现象：密度大于水的绿色颗粒向两边分开，而密度小于水的红色颗粒向中间靠拢（如图).这个结果可这样解释：小颗粒在水中受了周围水的合压力，这个合压力恰等于与小颗粒同体积的水滴做圆周运动所需的向心力。

对密度较水小的红色蜡烛颗粒而言，这个合压力大于它做圆周运动所需的向心力，使红色蜡烛颗粒表现为向心的倾向；反之，对密度较大的绿色导线小段而言，水的合压力小于它做圆周运动所需的向心力，因而使绿色颗粒表现为离心的倾向。

高中物理2.4《研究离心现象及应用》教案沪科版必修2

高中物理 2.4 《研究离心现象及应用》教课设计沪科版必修2三维目标：［知识与技术］1、知道离心运动及其产生的原由．2、知道离心现象的一些应用和可能带来的危害．［过程与方法］1.运用逻辑推理的方法，让学生意会离心现象的神秘。

2.用演示实验的方法和观看课件的方式让学生领会离心现象的神秘和应用。

3.师生共同设计方案，查验推理获取的结论的正确性。

［感情态度与价值观］1.体验逻辑推理的乐趣，提升学生剖析问题、解决问题的能力。

2.经过研究剖析，体验“发现”的乐趣。

3 激发学生学习物理的兴趣，指引学生自己研究，总结物理规律，表现素质教育。

4事物是一分为二的，有益也有弊，充足扬长避短，是一种科学态度，也是一种科学方法。

5经过学生对几种离心计的使用和制作，把审美赏识与操作有机联合，进而提升学生审美的感觉力和鉴识力。

教课要点难点疑点及解决方法教课要点：离心运动产生的条件教课难点： 1 离心运动及其产生的原由2 联合详细案例剖析离心运动，举一反三，贯穿交融．教课疑点：离心运动是不是遇到了“离心力”？解决方法：由浅入深，由表及里，经过现象看实质．采纳提出问题，指引学生剖析和解决问题的方法，充足调换学生独立思虑的踊跃性．教材剖析：教材第一剖析了离心现象发生的条件和离心运动的定义，接着从生产，生活实质问题中说明离心运动的应用和危害，充足表现了学致使用的教课思想。

教课方法：主要采纳实验，顺序渐进的指引学生在察看中得出结论。

录像、演示﹑着手实验﹑议论与思虑等。

教课器具：离心现象录像片﹑小球﹑细线、废旧瓶、硬纸片等。

录像、演示﹑着手实验﹑议论与思虑等。

师生互动活动设计： 1 教师经过录像和多媒体演示，帮助学生剖析离心运动产生的原因． 2 学生经过察看、操作来议论研究，提升剖析应用能力．教课主要过程：（一）导入新课：和学生共同展望马上到来的2008 北京奥运会，期盼我国有名的链球运动员赛出好成绩：和学生剖析历年的冬奥会，我国的溜冰运动员获得的好成绩。

物理沪科版必修2学案：课堂互动 2.4研究离心现象及其

课堂互动三点剖析离心运动现象1.离心运动（1）做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞出去.如图2-4-2所示.图2-4-2（2）做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出去的运动，它不是沿半径方向飞出去.（3）做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力，它是惯性的一种表现.（4）离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心运动，动力学特征是合外力突然消失或不足以提供所需的向心力.2.离心运动的应用和防止（1）应用：离心干燥器、离心分离器、无缝钢管的生产、离心水泵等.（2）防止：为防止汽车转弯、砂轮转动时发生离心现象，都要对它们的速度加以限制. 【例题】如图2-4-3所示，细绳一端系着质量M＝0.6 kg的物体，静止于水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝0.3 kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2 m，并知M和水平面的最大静摩擦力为2 N.现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围m会处于静止状态?（g取10 m/s2）图2-4-3解析：要使m静止，M应与水平面相对静止，考虑M能与水平面相对静止的两个极端状态：当ω为所求范围的最小值时，M有向圆心运动的趋势，水平面对M的静摩擦力方向背离圆心，大小等于最大静摩擦力2 N，此时对M有：T-f m=Mrω12且T=mg解得：ω1＝2.9 rad/s.当ω为所求范围的最大值时，M有远离圆心运动的趋势，水平面对M的摩擦力方向指向圆心，且大小也为2 N，此时：T+f m=Mrω22且T=mg解得：ω2＝6.5 rad/s故所求ω的范围为2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s.答案：2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s各个击破类题演练4.如图2-4-4所示，能承受最大的张力F m =10 N 的细线L=0.6 m ，它的一端固定于高h=2.1 m 的O 点，另一端系质量m=0.5 kg 的小球在平面内做圆周运动，由于转速加快而使细线断裂.求：小球落地点距O 点的水平距离是多大？(取g=10 m/s 2)图2-4-4解析：小球在水平面内做圆周运动时，由于重力和推力F 的合力提供做圆周运动的向心力，设绳将要断时，绳与竖直方向的夹角为θ，小球在竖直方向受力是平衡的，则F m cosθ-G=0所以cosθ=m F G =21θ=60° 这时，小球做圆周运动的半径为 R=Lsinθ=0.33 m小球做圆周运动所需要的向心力F 向=Gtanθ绳断时，有G·tan60°=m Rv 2所以v=︒∙60tan gR =3 m/s绳断后，小球以v=3 m/s 的水平速度做平抛运动，下落的时间为 t=10)5.06.01.2(2)60cos (22⨯-=︒--'g L h g h s=0.6 s 水平位移为s=vt=3×0.6 m=1.8 m小球落地点距O 2点的距离为O 2B=22222)33.0(8.1+=+=R s B O m=51.3m≈1.87 m.答案：1.87 m变式提升如图2-4-5所示，一质量为m 的小球P 与穿过光滑水平板中央小孔O 的轻绳相连，用手拉着小球的另一端使小球在水平板上绕O 做半径为a 、角速度为ω的匀速圆周运动.图2-4-5（1）若将绳子从这个状态迅速放松，后又拉紧，使小球绕O 做半径为b 的匀速圆周运动，则从绳子被放松到拉紧经过多长时间?（2）小球沿半径为b 的圆周做匀速圆周运动时角速度ω2是多大?解析：（1）小球沿半径为a 的圆周运动的线速度v 1＝ω1a ，放松绳子后，小球的速度为v 1，位移如右图所示.s=22a b -，所以t=aa b v s 1221ω-=. （2）绳拉紧时，小球沿绳子方向的速度分量v″变为0，只有垂直于绳子的速度分量v′，此后小球以线速度v′、半径b 做圆周运动.设角速度为ω2，v 2＝ω2b即v 1cosθ=ω2b ，整理得ω1a×ba=ω2b 所以ω2=22ba ω1. 答案：（1）a ab 122ω- （2）ω2=22ba ω1。

物理沪科版必修2学案：讲练互动 2.4研究离心现象及其

【例1】物体做离心运动时，运动的轨迹（）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.可能是一个小圆解析:圆周运动的物体，若合外力的向心（垂直于速度方向）分力相对变得不足以提供做某个圆周运动所需的向心力时，物体将有轨道变大的趋势，即有做远离原圆心的曲线运动的趋势.若合外力根本没有向心分量时，物体将有沿切线飞出后做直线运动的趋势；所以，运动可能是直线也可能是曲线，但轨道不可能是小圆.答案:C绿色通道向心力是导致曲线运动的原因.若物体不受向心力，做直线运动；若受向心力，则做曲线运动.变式训练1.绳子的一端拴一小球，另一端为圆心，使小球在光滑的水平台面上做匀速圆周运动，绳子对球的拉力使小球的_________不断改变；绳断后，小球由于__________将做__________运动，离开台面后将做__________运动.答案:速度惯性匀速直线平抛【例2】如图2-4-2所示，在一个水平转台上放有A 、B 、C 三个物体，它们跟台面间的动摩擦因数相同.A 的质量为2m ，B 、C 的质量均为m.A 、B 离转轴均为r ，C 为2r ，则（）A.若A 、B 、C 三个物体随转台一起转动未发生滑动，A 、C 的向心加速度比B 大B.若A 、B 、C 三物体随转台一起转动未发生滑动，B 所受的静摩擦力最小C.当转台转速增加时，C 最先发生滑动D.当转台转速继续增加时，A 比B 先滑动图2-4-2解析:A 、B 、C 三个物体随转台一起转动时，它们的角速度都等于转台的角速度，设为ω.根据向心加速度的公式a n =ω2r ，已知r A =r B ＜r C ，所以三物体向心加速度的大小关系为a A =a B ＜a C ，A 错误.三个物体随转台一起转动时，由转台的静摩擦力提供向心力，即f=F n =mω2r ，所以三物体受到的静摩擦力的大小分别为f A =m A ω2r A =2mω2rf B =m B ω2r B =mω2rf C =m C ω2r C =mω2·2r=2mω2r即物体B 所受静摩擦力最小，B 正确.由于转台对物体的静摩擦力有一个最大值，设相互间动摩擦因数为μ，静摩擦力的最大值可认为是f m =μmg.由f m =F n ，即μmg=mω2r 得，不发生滑动的最大角速度为ωm =rug ，即离转台中心越远的物体，使它不发生滑动时转台的最大角速度越小.由于r C ＞r A =r B ，所以当转台的转速逐渐增加时，物体C 最先发生滑动；转速继续增加时，物体A 、B 将同时发生滑动.C 正确，D 错误.绿色通道由于三个物体的角速度相同，可以依据此相同点比较其他物理量的异同.判断是否滑动关键是对比各物体做圆周运动和离心运动的临界角速度.各物体的临界状态为最大静摩擦力提供向心力.变式训练2.如图2-4-3所示，匀速转动的水平圆盘上在离转轴某一距离处放一滑块，该滑块恰能跟随圆盘做匀速圆周运动而不产生相对滑动，则在改变下列何种条件的情况下，滑块仍能与圆盘保持相对静止（）图2-4-3A.增大圆盘转动的角速度B.增大滑块到转轴的距离C.增大滑块的质量mD.改变上述任一条件的情况下都不可能使滑块与圆盘保持相对静止解析:用ω、r分别表示圆盘转动的角速度和滑块到转轴的距离，圆盘对滑块的最大静摩擦力f m=μmg①滑块跟随圆盘的转动做匀速圆周运动，恰不发生相对滑动时，应有mω2r=f m.②联立①②两式得:ω2r=μg③由③式可知，滑块质量的大小不影响滑块是否能相对圆盘滑动.但若增大ω或r，一定会使ω2r ＞μg，滑块会做离心运动而相对圆盘滑动.因此，正确选项为C.答案:C【例3】如图2-4-4所示，质量为m的小球与穿过光滑水平板中央小孔O的轻绳相连，用力拉着绳子的一端使小球在水平板内绕O做半径为R1、角速度为ω1的匀速圆周运动，求: （1）此时小球的速率多大;（2）若将绳子迅速放松，后又拉直使小球做半径为R2的圆周运动，则从放松到拉直的时间多长；（3）小球做半径为R2的圆周运动的角速度ω2为多大.图2-4-4解析:（1）已知小球做匀速圆周运动的半径、角速度，利用公式v1=ω1R1可以直接求出小球的速率.（2）若将绳子迅速放松，小球由于惯性要沿切线方向做匀速直线运动，直到绳子的半径达到R2为止.（3）绳子拉直的瞬间，小球的速度从v1减小为v2，v2为v1在v2方向上的分量，小球的半径为R2，就可以利用公式ω2=v2/R2，求出圆周运动的角速度ω2.解：（1）小球做半径为R1的圆周运动时，其速率为v1=ω1R1.（2）绳子放松后，小球保持速度v1沿切线做匀速直线运动，到绳子再次拉直时的位移为s=2122R R -，经历的时间为t=s/v 1=2122R R -/ω1R 1.（3）绳子拉直的瞬间，小球的速度从v 1减小为v 2，v 2=v 1sinθ=v 1R 1/R 2，故小球的角速度为ω2=v 2/R 2=v 1R 1/R 22得ω2=θcos R g . 答案:（1）ω1R 1 （2）2122R R -/ω1R 1 （3）θcos R g 黑色陷阱第（2）问易得到的错误结论是t=1112R R R ω-，原因是误认为位移为（R 2－R 1）；第（3）问中易得到的错误结果是ω2=v 1/R 2，原因主要是误认为细线拉直的瞬间，只改变小球的运动方向，而不改变其速度的大小.变式训练3.如图2-4-5所示，半径为Ｒ的光滑半球，固定在水平面上，顶部有一个物体，今给它一个水平速度v 0=gr ，则物体落地点在哪儿？图2-4-5解析：由圆周运动可知，当v 0=gr 时，物体在半球顶部只受重力作用，物体只受重力作用，将做平抛运动.根据平抛运动的规律就可以求出物体的落地点.下落时间t=gR 2，水平位移为x=v 0t=2R.答案:落地点在距离球心2R体验探究【问题】洗衣机脱水桶是如何脱水的？离心干燥器图2-4-6导思:我们对问题的分析都是一般先明确所涉及的研究对象，然后对其进行受力分析.不仅要判断物体受到哪些力，有些情况下还要明确力的特点和变化情况.只有正确了解物体的受力情况，才能依据原理判断物体的运动情况，从而才能对比出物体的不同运动情况.探究:洗衣机的脱水过程就是将水跟衣物分离的过程.如图246所示，水凭借粘滞力和衣物结合在一起.当转桶以较小的转速转动时，衣服随桶壁一起转动，桶壁对衣物的弹力提供衣服做圆周运动所需的向心力，衣服对水的粘滞力提供水随衣物做圆周运动的向心力，这种情况下水能够随衣物一起转动，还不能够达到衣水分离.但当以较大的转速转动时，桶壁的弹力仍旧能够提供衣服做圆周运动所需的向心力；而衣服对水的粘滞力由于太小，不能提供水做圆周运动所需的向心力，水就会做离心运动偏离圆周轨道，从漏孔飞出去，从而就与衣物分离了.。

沪教版高中物理必修2第2章第4节研究离心现象及其应用备课参考：知识探讨+教案+例题思考+同步练习与测

研究离心现象及其应用-例题思考1.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，只是由于向心力的作用，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.【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C.若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动思路：该题反映了物体做离心运动的几种情况.当拉力变小后，小球既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，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.答案：A2.物体是做离心运动还是做圆周运动取决于物体所受到的合外力与物体做圆周运动所需的向心力之间的关系.即如果质量为m的物体，沿半径为r的圆周以速度v做圆周运动，则要做该圆周运动需要m这么大的向心力，所以物体所受到的实际的合外力能否满足，就是物体是做离心运动还是圆周运动的条件.如果受到的力恰能提供这么大的力，物体就做圆周运动，如果受到的力不足以提供这么大的力，物体就做离心运动.当所受到的力完全消失，即合外力等于零时，物体处于平衡状态，做匀速直线运动.还有，当实际物体受到的力大于做该圆周运动所需的向心力时，物体同样不会做圆周运动，只不过此时不是背离圆心运动，而是向圆周的内侧运动了.【例2】在一个水平转台上放有A、B、C三个物体，它们跟台面间的动摩擦因数相同.A的质量为2m，B、C的质量均为m.A、B离转轴均为r，C为2r.则A.若A、B、C三个物体随转台一起转动未发生滑动，A、C的向心加速度比B大B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动，B所受的静摩擦力最小C.当转台转速增加时，C最先发生滑动D.当转台转速继续增加时，A比B先滑动思路：A、B、C三个物体随转台一起转动时，它们的角速度都等于转台的角速度，设为ω.根据向心加速度的公式a n=ω2r，已知r A=r B＜r C，所以三物体向心加速度的大小关系为a A=a B＜a C.A错误.三个物体随转台一起转动时，由转台的静摩擦力提供向心力，即f=F n=mω2r，所以三物体受到的静摩擦力的大小分别为f A=m Aω2r A=2mω2rf B=m Bω2r B=mω2rf C=m Cω2r C=mω2·2r=2mω2r即物体B所受静摩擦力最小，B正确.由于转台对物体的静摩擦力有一个最大值，设相互间动摩擦因数为μ，静摩擦力的最大值可认为是f m=μmg.由f m=F n，即μmg=mω2mr，得，不发生滑动的最大角速度为ωm＝即离转台中心越远的物体，使它不发生滑动时转台的最大角速度越小.由于r C＞r A=r B，所以当转台的转速逐渐增加时，物体C最先发生滑动.转速继续增加时，物体A、B将同时发生滑动.C正确，D错误.答案：BC【例3】右图是一全自动洗衣机中的脱水桶，脱水桶的直径为38 cm，脱水桶工作时的转速为820 r/min，脱水桶工作时衣服所具有的向心加速度大小为多大？是重力加速度的几倍？为什么脱水桶能使衣服脱水？解析：脱水桶工作时衣服紧靠脱水桶壁，衣服与脱水桶一起做匀速圆周运动.衣服所具有的向心加速度为1401 m/s2，是重力加速度的143倍.由此可见，一个水滴需要的向心力，大约是其自身重力的143倍，衣服不可能提供给水滴这样大的向心力，于是水与衣服就分离了，并从桶壁的小孔中飞出去.点评：该题是和实际生活联系密切的一道题.它通过量的角度具体阐述了物体为什么做离心运动.也能很好地使同学们明白，做圆周运动时，实际提供的力和运动所需的力之间的关系不是从物理学的原理上来解释，而是从数值上，让同学们计算做圆周运动所需的向心力，而实际上衣服不可能提供水滴这么大的力，自然水滴就做离心运动了.。

2.4 研究离心现象及其应用学案(沪科版必修2)

学案5研究离心现象及其应用[学习目标定位] 1.了解生活中的离心现象.2.理解离心现象产生的原因.3.知道离心现象的危害和应用．一、离心现象1．定义：做圆周运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动的现象．2．本质：离心运动的本质是由于物体具有惯性．物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势．3．条件：所需的向心力突然消失，或所受到的指向圆心的合外力小于所需向心力时．二、离心现象的应用与防止1．应用：制造水泥涵管，离心式水泵，离心式真空泵，离心分离器、洗衣机甩干衣物等．2．危害及防止：车辆转变时易出现交通事故，弯道处，要对车辆限定速度．高速旋转的砂轮或飞轮破裂，会因碎片飞出造成事故，所以要对转动的物体限定速度.一、生活中的离心现象[问题设计]1．刚洗完的衣服内含有很多的水，我们把它放入洗衣机的甩干筒中，开启电动机，衣服上的水很快被甩没了．甩干筒工作时，转速高时容易甩干衣服还是转速低时容易甩干衣服？答案转速高时．2．在电视上或生活中常见这样的现象：在公路转弯处，如果汽车车速过快，汽车容易冲出道路，造成事故，尤其在下雪天，更容易发生这种事故．在汽车冲出道路时是驶向弯道的内侧还是外侧？发生这种现象时有“离心力”作用在汽车上吗？答案外侧．发生这种现象时，汽车受到重力和地面对它的摩擦力作用，没有“离心力”作用．[要点提炼]1．离心现象：物体逐渐远离圆心的现象．2．离心现象的本质：物体具有惯性，物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势．二、为什么会产生离心现象、离心现象的应用[问题设计]设质量为m的物体，沿半径为R的圆周做匀速圆周运动，线速度为v，运动中受到指向圆心的外力的合力为F，如图1所示．图1(1)如果合外力F恰好等于向心力，即F＝F向心，物体将怎样运动？(2)如果运动中合外力F突然消失，即F＝0，物体将怎样运动？(3)假设运动中合外力F减小了，即F<F向心，以致它不足以提供做线速度为v、半径为R的圆周运动所需的向心力，你能推测出物体的运动轨迹吗？答案(1)物体做匀速圆周运动．(2)物体沿切线方向做匀速直线运动．(3)物体做曲线运动，离圆心的距离越来越远．[要点提炼]1．离心运动的原因：合力突然消失或不足以提供所需的向心力，而不是物体又受到了“离心力”．2．合力与向心力的关系对圆周运动的影响若F合＝mω2R，物体做匀速圆周运动．若F合<mω2R，物体做离心运动．若F合＝0时，物体沿切线方向飞出．若F合>mω2R，物体做近心运动．3．离心运动的应用和防止(1)应用：洗衣机的甩干筒、离心制管技术．(2)防止：汽车在公路转弯处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高．一、对离心现象的理解例1下列关于离心现象的说法正确的是()A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做匀速直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动解析向心力是按效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或几个力的合力提供的，因此，它并不受向心力和离心力的作用．它之所以产生离心现象是由于F合<mω2R，故A错误．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，根据牛顿第一定律，它将沿切线做匀速直线运动，故C正确，B、D错误．答案 C针对训练1 如图2所示，光滑水平面上，质量为m 的小球在拉力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，下列关于小球运动情况的说法中正确的是( )图2A ．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb 做离心运动B ．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb 做离心运动C ．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa 做离心运动D ．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc 做近心运动答案 BC解析若拉力突然变大，则小球将做近心运动，不会沿轨迹Pb 做离心运动，A 错误．若拉力突然变小，则小球将做离心运动，但由于力与速度有一定的夹角，故小球将做曲线运动，B 正确，D 错误．若拉力突然消失，则小球将沿着P 点处的切线运动，C 正确．二、离心运动问题的分析例2 如图3所示，A 、B 两个物体放在水平的旋转圆台上，A 、B 与平合动摩擦因数均为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？并求A 、B 将要滑动时圆台的角速度ωA 和ωB 分别为多少？图3解析物体随圆台做圆周运动，由静摩擦力提供向心力，则μmg ＝mω2R ，其最大角速度ω＝μg R，由于R A <R B ，故最大角速度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 R ，ωB ＝μg 2R. 答案 B 先滑动 μg R μg 2R 针对训练2 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4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( )图4A ．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解析细绳拉力提供物体m 做圆周运动需要的向心力，当缓慢减小M 的质量时，对m 的拉力减小，拉力不足以提供向心力，物体m 做离心运动，运动半径R 增大，由牛顿第二定律得Mg ＝T ＝mω2R ，因为细绳拉力T 减小，半径R 增大，因此ω减小，选项B 正确．离心现象⎩⎪⎨⎪⎧ 离心现象的概念：做圆周运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动产生原因：向心力消失或指向圆心的力的合力小于所需的向心力应用与防止1．(对离心现象的理解)下面关于离心运动的说法，正确的是( )A ．物体做离心运动时将离圆心越来越远B ．物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线C ．做离心运动的物体一定不受外力作用D ．做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动答案 A解析物体远离圆心的运动就是离心运动，故A 正确；物体做离心运动时其运动轨迹可能是曲线，故B 错误；当做圆周运动的物体所受合外力提供的向心力不足时就做离心运动，合外力等于零仅是物体做离心运动的一种情况，故C 错误；当物体所受指向圆心的合力增大时，将做近心运动，故D 错误．2．(离心现象的防止和应用)关于离心现象，下列说法不正确．．．的是( ) A ．脱水桶、离心分离器是利用离心现象工作的B ．汽车转弯时限制速度可以防止离心现象造成的危害C ．做圆周运动的物体，当向心力来源突然增大时做离心运动D ．做圆周运动的物体，当合外力消失时，它将沿切线做匀速直线运动答案 C解析脱水筒和离心分离器都是利用离心运动的原理进行工作的，选项A正确；限制速度，物体不容易做离心运动，加防护罩可以防止做离心运动的碎屑造成的伤害，选项B正确；做圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然增大时，物体做近心运动，选项C错误；做圆周运动的物体，当所受的合外力消失时，物体以当时的速度做匀速直线运动，即沿圆周的切线做匀速直线运动，选项D正确，本题答案为C.3. (离心运动问题的分析)如图5所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正方体物块．B、C处物块的质量相等且为m.A处物块的质量为2m；点A、B与轴O的距离相等且为R，点C到轴O的距离为2R，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是()图5A．C处物块的向心加速度最大B．A处物块受到的静摩擦力最小C．当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块D．当转速继续增大时，最后滑动起来的只是A处的物块答案AC解析A、B、C处的滑块没有发生滑动时角速度相同，由a＝ω2R知C处物块的向心加速度最大，A选项正确，由f＝F＝mω2R知B处的物块的静摩擦力最小，B选项错误，因f静＝μmg，所以当转速增大时，C处的物块最先滑动，选项C正确，D选项错误.。

沪科版必修2《研究离心现象及应用》word教案

《研究离心现象及其应用》教学设计课题：研究离心现象及其应用教材：科教版高中物理必修二教材分析：教材首先从实际常见的案例中引出离心现象最后探究得到发生离心现象的条件和离心运动的定义，接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害，充分体现了学以致用的思想。

本节主要让学生了解离心现象产生的原因及其在生产上的应用，教学时要充分利用课本的素材，提高学生综合运用知识的能力。

但是有些与离心运动有关的实际问题比较复杂，教学举例时应列举常见容易理解的例子。

学情分析：兴趣的产生与好奇心和求知欲密切相关。

好奇心是一种本能，当外界有什么新异的事物出现时，人总要去探究一下；求知欲是在好奇心的基础上发展起来的，是对知识的热烈追求；而兴趣就是在求知欲的基础上产生的，是推动学习的内在动力。

所以在上课期间教师要利用各种手段来激起学生的兴趣和好奇心。

教学目标：本节课的三维目标制定如下：（一）知识与技能1、知道什么是离心现象，明确物体做离心运动的条件。

2、能结合课本提出的问题具体分析，了解离心运动的应用和防止。

3、培养分析说理的能力，提高科学表述的能力。

（二）过程与方法1、教师通过录像和多媒体课件演示，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。

2、学生通过观察实验现象，亲手操作离心实验来讨论研究，从而提高分析应用能力。

（三）情感态度与价值观1、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。

2、通过学生对几种离心机的使用和制作，把审美欣赏与操作有机结合，从而提高学生审美的感受力和鉴别力。

教学难点：物体做离心运动所满足的条件。

教学重点：对离心运动的理解及其实例的分析。

教学用具及方法：用具：离心转台﹑小球﹑细线等。

方法：动手实验﹑讨论与思考等。

课时安排：一个课时教学过程：做匀速圆周运动的物体，它所受的合力恰提供了它所需要的向心力，如果提供它的外力消失或不足，则由于物体本身的惯性，物体将沿圆周的切线方向飞出或逐渐远离圆心，出现了物体远离圆心的运动。

高中物理 2.4《研究离心现象及其应用》教案沪科版必修2

第4节研究离心现象及其应用教材分析教材首先分析了离心现象发生的条件和离心运动的定义，接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害，充分体现了学以致用的思想．做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力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”。

在半径不变时物体做圆周运动所需的向心力是与角速度的平方(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．若物体所受的向心力突然消失，则将沿着切线方向远离圆心而去．人们利用离心运动原理制成的机械，称为离心机械．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．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，砂轮的各部分将因离心运动而破碎．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向心力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．学习离心运动的概念时．通过充分讨论．让学生明确几点：第一，做圆周运动的物体．一旦失去向心力或向心力不足，都不能再满足把物体约束在原来的圆周上运动的条件．这时会出现物体远离圆心而去的现象．第二，可补充加上提供的向心力F大于物体所需的向心力mrω2时，F> mrω2，表现为向心的趋势(离圆心越来越近)．这对学生全面理解“外力必须等于mrω2时；物体才可做匀速圆周运动”有好处．第三，离心运动是物体具有惯性的表现．而不是物体受到“离心力”作用的结果．有些学生可能提出，“离心力”的问题．教师可以说明那是在另一参考系(非惯性系)中引入的概念，在中学阶段不予研究．关于离心运动的应用和防止．可引导同学讨论完成．教学重点：物体做离心运动所满足的条件．教学难点：对离心运动的理解及其实例分析．教具准备：离心转台、离心干燥器等各类演示设备．课时安排：l课时三维目标一、知识与技能1．知道什么是离心运动；2．知道物体做离心运动的条件；3．了解离心运动的应用和防止．二、过程与方法、1．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力；2．培养学生应用理论知识解决实际问题的能力．三、情感态度与价值观1．通过离心运动的应用和防止的实例分析，使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题；2．培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯．教学过程导入新课我们小时候大都喜欢吃棉花糖，而且当时一定非常奇怪．为什么一颗一颗的白砂糖，经过机器一转，就变成又松又软的“棉花”不断向外“飞出”?做匀速圆周运动的物体。

高中物理 2.4 研究离心现象及其应用每课一练沪科版必修2

高中物理 2.4 研究离心现象及其应用每课一练沪科版必修2[概念规律题组]1．市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手．”这样可以( ) 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2．下面关于离心运动的说法，正确的是( ) A．物体做离心运动时将离圆心越来越远B．物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线C．做离心运动的物体一定不受外力作用D．做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动3．下列有关洗衣机中甩干筒的脱水原理的说法正确的是( ) A．水滴受离心力作用而背离圆心方向甩出B．水滴受到向心力，由于惯性沿切线方向甩出C．水滴受到的离心力大于它受到的向心力，而沿切线方向甩出D．水滴与衣服间的附着力小于它所需要的向心力，于是水滴沿切线方向甩出4．在人们经常见到的以下现象中，属于离心现象的是( ) A．舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开B．在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出C．满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出D．守门员把足球踢出后，球在空中沿着弧线运动5．下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动( ) A．汽车转弯时要限制速度B．链球运动员扔链球出去C．在修筑铁路时，转弯时内轨要低于外轨D．离心水泵工作时[方法技巧题组]6．在世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，其原因是( ) A．是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘造成的B．是由于赛车行驶到弯道时，没有及时加速造成的C．是由于赛车行驶到弯道时，没有及时减速造成的D．是由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的7．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上(如图1所示)，顶部有一小物体A，今给它一个水平初速度v0＝Rg，则物体将( )图1A．沿球面下滑至M点B．沿球面下滑至某一点N，便离开球面做斜下抛运动C．按半径大于R的新圆弧轨道做圆周运动D．立即离开半圆球做平抛运动8．物体m用不可伸长的细线通过光滑的水平板上的小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图2所示，如果减小M的质量，则物体m的轨道半径R、角速度ω、线速度v 的大小变化情况是( )图2A．R不变，v变小B．R增大，ω减小C．R减小，v不变D．R减小，ω不变9．如图3所示，A、B、C三个物块放在水平的圆盘上，它们的质量关系是m A＝2m B＝2m C，它们与转轴的距离的关系是2R A＝2R B＝R C，三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为μ，且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，当圆盘转动时，A、B、C都没有滑动，则下列判断不正确的是( )图3A．C的向心加速度最大B．B的静摩擦力最小C．当圆盘转速增大时，B比A先滑动D．当圆盘转速增大时，C比B先滑动[创新应用]10．如图4所示，在注满水的玻璃管中放一个乒乓球，然后再用软木塞封住管口，将此玻璃管放在旋转的水平转盘上，且保持与转盘相对静止，则乒乓球会( )图4 A．向外侧运动B．向内侧运动C．保持不动D．条件不足，无法判断答案1．C 2．A 3．D 4．ABC 5．AC 6．C 7．D 8．B 9．C 10．B。

物理沪科版2学案：第2章2.4研究离心现象及其应用含解析

2。

4研究离心现象及其应用问题导学一、对离心现象的理解活动与探究1离心现象的实质是什么？你能具体分析一下吗？迁移与应用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(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迹一定是直线,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“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。

二、离心现象的防止及应用活动与探究21．你能对生活中常见的离心运动做一个对比吗？2．对有害的离心现象，我们应如何防止？3．请举出几个防止离心运动发生的例子。

迁移与应用2如图所示是一种娱乐设施“魔盘"，而且画面反映的是魔盘旋转转速较大时盘中人的情景.甲、乙、丙三位同学看了图后发生争论，甲说:“图画错了，做圆周运动的物体受到向心力的作用，魔盘上的人应该向中心靠拢。

”乙说：“图画得对，因为旋转的魔盘给人离心力，所以人向盘边缘靠拢。

”丙说:“图画得对，当盘对人的摩擦力不能满足人做圆周运动的向心力时，人会逐渐远离圆心。

”该三位同学的说法应是（）A．甲正确B．乙正确C．丙正确D．无法判断离心运动的几个注意点：1．要注意离心现象是做圆周运动的物体向心力不足或失去向心力所导致的现象，绝不可以错误地认为离心现象是离心力大于向心力的缘故。

2.4研究离心现象及其应用课件(沪科版必修2)

提示：伞面上的水滴、“魔盘”上的人由于受到的力不足以维持其做圆周运动，而出现远离圆心的现象。
对离心运动的理解【探究导引】
深化理解
如图所示，在离心运动体验装置上的体验者站立不稳纷纷“离心”，仔细观察后请思考： (1)什么力提供体验者的向心力？当装置转动的角速度增加时，体验者会有什么感觉？
做离心运动
项目
实物图
原理图
பைடு நூலகம்
现象及结论当最大静摩擦力不足以提供向心
汽车在水平路面上转弯
用离心机把体温计的水银甩回玻璃泡中
力时,即f max
v2 m , r
汽车做离心运动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：
【想一想】雨伞转动时，伞面上的
水滴被甩出(如图甲)。现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施(如图乙， “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，这种滑动的趋势越厉害。水滴、“魔盘”上的人被甩出去的原因是什么？
(1)若F合
=mrω 2或
mv 2 物体做匀速圆周运动，即“提供” F合， r mv 2 物体做半径变小的近心运动，即 F合 , r
2
满足“需要”。 (2)若F合 >mrω 2或
“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”。 (3)若F合<mrω 2或 F mv ，则外力不足以将物体拉回到原轨合

高中物理第二章研究圆周运动2.4研究离心现象及其应用素材1沪科版必修2(new)

2。

4 研究离心现象及其应用课前预习情景导入如图2—4—1所示，汽车在平直公路上行驶，转弯时由于速度过大，会偏离轨道，造成交通事故，这是什么原因呢？图2-4-1简答：汽车转弯时所需要的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的，汽车转弯时如果速度过大，所需要的向心力就会很大，如果超过了车轮和路面间的最大静摩擦力，汽车将做离心运动脱离轨道,造成交通事故.因此，在公路弯道汽车不允许超过规定的速度。

知识预览1.物体做圆周运动时，在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的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心运动。

2.若物体所受到的指向圆心方向的合外力为F ，物体绕半径为R 的轨道做圆周运动（1）当F ＝m Rv 2时,物体做圆周运动（2）当F ＜mR v 2时，向心力不足,物体的运动由于方向改变过慢而远离轨道做“离心"运动（3）当F ＞m Rv 2时，向心力过大，物体的运动将由于方向改变过快而偏离轨道做“向心”运动。

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沪科版高中物理必修二第2章-2.4

重
点
难
点
1.离心现象的概念．(重点) 2.离心现象的应用与防止．(重点) 3.实际问题中离心现象的分析．(难点)
离心现象
1.基本知识 (1)定义：做圆周运动的物体，脱离圆周做离开圆心的运动的现象． (2)本质：离心运动的本质是由于物体具有惯性．物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势． (3)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．
【答案】 24 m/s
1 000 3 m/s＝24 m/s. 3
【备课资源】(教师用书独具) 如图教2－4－2所示为摩托车比赛中的精彩镜头，高速行驶的摩托车在拐弯时需要很大的向心力，摩托车转弯时向心力是谁充当的呢？
图教2－ 4－2
【解析】
由图可见，摩托车在转弯时，赛手通过调整
摩托车的倾斜程度，使摩托车所受的重力、支持力以及摩擦力的合力提供向心力，保证摩托车不会因为向心力不足而飞出弯道．
在分析具体的实际离心现象时，先做受力分析找出使物 mv2 体做圆周运动的向心力，再比较F合与的关系，即把实际 r 运动看成理想化模型的圆周运动来处理．
某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为 100 m，一赛车和乘客的总质量为100 kg，轮胎与地面间的最大静摩擦力为600 N.
图2－4－2
(1)若赛车的速度达到 72 km/h，这辆车在运动过程中会不会发生侧滑？ (2)若将场地建成外高内低的圆形，且倾角为 30° ，并假设车轮和地面之间的最大静摩擦力不变，为保证赛车的行驶安全，赛车最大行驶速度应为多大？ (g取 10 m/s2)
互作用力小于向心力做离心运动而被甩出；守门员踢出的足球做的是抛体运动．所以A、B、C正确．【答案】 ABC

物理沪科版必修2课后训练：2.4研究离心现象及其应用.doc

课后训练1.如图所示，光滑的水平面上，小球加在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达F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2.如图所示，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过/点时开始脱离圆环，则对小A.自由落体运动B.平抛运动C.斜上抛运动D.竖直上抛运动3.下列关于离心运动的叙述正确的是（）A.离心运动的轨迹一定是曲线B.离心运动的轨迹一定是直线C.洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的D.汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故4.如图所示，一辆汽车行驶在半径为R的半圆路面上，当它到达路面顶端A时（）AA.速度不大于廊即可B.速度如果等于廊，汽车将做平抛运动C.汽车速度只有小于廊才能安全通过D.以上说法都不对5.质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上，杆上端套有一个质量为加的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，角速度为⑴，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小是（）A.mRcoB.yjm2g2 -m2R2a)4C.J 加2g2 + 加2 人2”D.不能确定6•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转动吋( )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.I(IL液屮密度大的物质将聚集在管的屮央D.血液中的各物质仍均匀分布在管中7.在医院里常将许多用过的体温计装入水袋内放入离心机，通过离心机的转动，将水银甩冋玻璃泡内，试分析其中原理。

8.在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h。

汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地而的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。

(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？(取g=10m/s2)参考答案1答案：A 解析：若F突然消失，小球所受合外力突变为0,将沿切线方向匀速飞出，A正确。

沪科版高中物理必修二高一：2.4研究离心现象及其应用

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题后反思物体做匀速圆周运动即将出现离心现象时,出现
临界情况,分析此类问题要抓住临界状态。
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1.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
向心力,把实际运动抽象成一个理想化的圆周运动来处理。
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探究点一探究点二
【例题 2】某游乐场里的赛车场地为圆形,半径为 100m,一赛车和车手的总质量为 100 kg,轮胎与地面间的最大静摩擦力为 600N。
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3.如图所示,某游乐场有一水上转台,可在水平面内匀速转动,沿半径方向面对面手拉手坐着甲、乙两个小孩,假设两小孩的质量相等,他们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时,某一时刻两小孩突然松手,则两小孩的运动情况是( ) A.两小孩均沿切线方向滑出后落入水中 B.两小孩均沿半径方向滑出后落入水中 C.两小孩仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动而落入水中 D.甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动,乙发生滑动最终落入水中
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