离心现象及其应用
离心现象及其应用
离心现象及其应用——物理研究性学习相信你在电视上一定见过这样的画面，有时候飞速行驶的赛车在转弯处会突然冲出赛道，翻成个底朝天你注意观察过失事赛车是沿赛道的什么方向冲出去的吗？一般汽车在水平公路上高速行驶时，如遇道路急转弯，往往也会冲出公路，造成车祸，尤其在雨天，更容易发生这样的事故。
赛车或汽车在转弯处冲出正常行驶道路的物理原因正是离心现象。
一、知识总结（1）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：所受的向心力消失或所受到的指向圆心的合外力小于所需的向心力时。
（2）、离心现象的应用及防止①应用：制作水泥涵管，离心式水泵，离心节速器、离心试验器（飞行员锻炼身体）、离心干燥器，离心沉淀器等。
②危害及防止：车辆转弯时易出现交通事故，弯道处要对车辆进行限速；火车在拐弯处设计倾角。
（3）、设计实验实验：自制洗衣机脱水原理演示器器材准备：一只大的塑料可乐瓶子、铁棒、木板、剪刀、细绳等。
实验方法：按如图组装器材，拧下瓶盖，用纱布条（或其它布条）沾上水放到自制的脱水筒里，拧上盖子。
沿箭头方向拉绳，使矿泉水瓶旋转。
可看到脱水筒内的水滴做离心运动，穿过筒表面上的小孔，飞到孔外。
几分钟后拿出布条可看到水分已经不多。
由此演示了洗衣机脱水原理。
二、离心现象的原因分析：设质量为m的物体，沿半径为R的圆周做匀速圆周远动，线速度为v，运动中受到指向圆心的外力的合力为F1，物体做匀速圆周运动所需要的向心力是F2=mv^2/R。
①当F1=F2时，物体做匀速圆周运动。
②当F1＞F2时，物体做半径越来越小的近心运动。
③当F1＜F2时，则合外力不足以将物体拉回到原有轨道上，物体将逐渐远离圆心而做离心运动。
三、离心现象的应用（1）洗衣机脱水桶的设计应用：洗衣机的甩干筒壁上有许多小洞，当我们将湿衣服放进去甩干的时候，甩干筒飞快的旋转，而衣服里的水在离心力的作用下从甩干桶的小洞跑出去了，从排水口流出，所以就把衣服甩干了。
离心现象及其应用
05
离心现象的未来发展
离心技术的改进与创新
01
02
03
优化离心设备
通过改进离心设备的材料、 设计和制造工艺，提高设 备的稳定性和使用寿命， 降低能耗和运行成本。
智能化控制
引入先进的传感器和控制 系统，实现离心过程的实 时监测和自动控制，提高 分离效率和精度。
新型离心技术研发
探索和开发新型的离心技 术，如超高速离心、低温 离心等，以满足特殊分离 需求。
离心现象的理论研究与实验验证
理论研究
深入研究离心现象的物理机制和数学模型，为离心技术的改进和 创新提供理论支持。
实验验证
通过实验验证离心现象的理论模型，探索不同条件下离心分离的 规律和特性，为实际应用提供依据。
T象的原理
离心力的产生是由于物体在圆周运动中受到向心力 的同时，还受到惯性力的作用。
惯性力的大小与物体的质量、速度和半径有关，方 向与向心力相反。
当物体受到的离心力大于向心力时，惯性力占据主 导地位，使物体沿着切线方向飞出；反之，物体将 沿着轨道内侧移动。
离心力的计算
离心力的大小可以通过公式F = mω²r 计算，其中m为物体的质量，ω为角 速度，r为物体到圆心的距离。
旋转机械的稳定性问题
01
稳定性问题产生的原因
旋转机械在高速运转时，由于受到离心力的作用，容易发生稳定性问题，
如弯曲、扭曲等。
02
稳定性问题的危害
稳定性问题可能导致机械部件的损坏、设备效率降低、甚至引发安全事
故。
03
解决方案
采用高强度材料，提高机械部件的刚度和强度；优化机械设计，改善机
械结构的稳定性；采用先进的控制技术，对机械进行实时监测和调整。
5.7离心现象及其应用
5.7离心现象及其应用教学目标（1）知道知道什么是离心现象。
（2）知道物体做离心现象运动的条件。
（3）知道离心现象的一些应用和可能带来的危害。
教学过程漏水的“水流星”，为什么这个“水流星”在运动过程中会有水洒出来呢？通过这节课的学习，我们会便会有个明确的答案。
一、离心现象学生阅读教材1、定义：做圆周运动的物体，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，就会逐渐远离圆心，这种现象称为离心现象。
我们也把物体的这样一种远离圆心的运动称为离心运动。
由离心现象的定义，你知道为什么会出现这种离心现象呢？2．产生离心现象的原因离心现象的本质——物体惯性的表现已经知道物体能做匀速圆周运动是因为受到了向心力的作用，那么，这种远离圆心的离心现象是否是受到了所谓的“离心力”的作用呢？其实，产生离心现象的时候，物体根本没有受到什么“离心力”的作用，现象的产生，依然和向心力有关。
做匀速圆周运动的物体，由于本身有惯性，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。
如果提供向心力的合外力突然消失，物体由于本身的惯性，将沿着切线方向运动，这也是牛顿第一定律的必然结果。
如果提供向心力的合外力减小，使它不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动。
此时，物体逐渐远离圆心，但“远离”不能理解为“背离”。
做离心运动的物体并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大。
二、离心运动的条件当需求的向心力大于所提供的向心力（半径方向的合外力）时物体将做离心运动。
当需求的向心力等于所提供的向心力（半径方向的合外力）时物体做圆周运动。
当需求的向心力等于所提供的向心力（半径方向的合外力）时物体做向心运动。
当F= 0时，物体沿切线方向飞出对于以上内容，可参照下图进行分析。
解释上课时的实验现象：其实瓶子的底部有个小孔，当我们使这个“水流星”做圆周运动，且速度比较大时，水的重力不足以提供它做圆周运动的向心力。
第03节离心现象及其应用
第三节 离心现象及其应用一、离心现象1．离心现象：做圆周运动的物体，在所受合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，这种现象称为离心现象．2．离心运动的本质：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． 二、离心现象的应用和防止1．离心机械：利用离心现象工作的机械．2．离心现象的应用：离心干燥器、洗衣机的脱水筒、离心分离器． 3．离心现象的防止：转弯限速、砂轮加防护罩等．(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)离心运动是物体具有惯性的表现．( ) (4)离心运动的轨迹一定是曲线．( )(5)脱水筒转速加快，附着力小于所需的向心力时，水滴做离心运动．( )一、离心现象的理解绳拉球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，角速度大小为ω，质量为m .此时球所受合外力F 合＝mω2r ，试分析在以下状态下，球的运动情况．(1)当绳子突然断裂时．(2)当绳子提供的向心力小于mω2r 时．1．对离心运动的理解(1)离心运动并非沿半径飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动． (2)离心运动的本质是物体具有惯性的表现，并不是受到了“离心力”的作用．(3)物体做离心运动的原因：提供向心力的合外力突然消失，或者合外力不能提供足够的向心力．注意：物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由于合外力不能提供足够的向心力．所谓“离心力”实际上并不存在．2．合外力与向心力的关系(如图1所示)．(1)若F 合＝mrω2或F 合＝m v 2r ，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”．(2)若F 合>mrω2或F 合>m v 2r，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0<F 合<mrω2或0<F 合<m v 2r，则合外力不足以将物体拉回到原轨道上，而做离心运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足”．(4)若F 合＝0，则物体做匀速直线运动．例1 如图2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．关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，物体沿切线飞出．若F 合>mω2r ，物体做近心运动．针对训练 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，小球的运动情况是( )A ．沿半径方向接近圆心B ．沿半径方向远离圆心C ．沿切线方向做直线运动D ．仍维持圆周运动 二、离心现象的应用和防止1．请简述洗衣机脱水的原理．2．如图3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？1．几种常见离心运动的对比图示2.离心现象的防止(1)汽车在公路转弯处限速：在水平公路上行驶的汽车，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．如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力f max，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所需的向心力时，离心运动会使它们破裂，甚至酿成事故．例2下列有关洗衣机脱水筒的脱水原理说法正确的是()A．水滴受离心力作用，而沿背离圆心的方向甩出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，从而沿切线方向甩出D．水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力，于是沿切线方向甩出三、圆周运动的临界问题1．临界状态：当物体从某种特性变化为另一种特性时发生质的飞跃的转折状态，通常叫做临界状态，出现临界状态时，既可理解为“恰好出现”，也可理解为“恰好不出现”．2．对于匀速圆周运动的临界问题，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动的知识，列方程求解．通常碰到的是涉及如下三种力的作用：(1)与绳的弹力有关的临界问题此类问题要分析绳恰好无弹力这一临界状态下的角速度(或线速度)．(2)与支持面弹力有关的临界问题此类问题要分析恰好无支持力这一临界状态下的角速度(或线速度)．(3)因静摩擦力而产生的临界问题此类问题要分析静摩擦力达到最大时这一临界状态下的角速度(或线速度)．例3某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为100 m，一赛车与车手的总质量为100 kg，轮胎与地面间的最大静摩擦力为600 N．(g取10 m/s2)(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°，赛车的速度为多大时，车手感觉不到自己有相对车的侧向的运动趋势？例4如图4所示，水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆孔，质量为m的物体A放在转盘上，物体A到圆孔的距离为r，物体A通过轻绳与物体B相连，物体B的质量也为m.若物体A与转盘间的动摩擦因数为μ，则转盘转动的角速度ω在什么范围内，才能使物体A随转盘转动而不滑动？(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g)1．(离心运动)在水平公路上行驶的汽车，当汽车以速度v 运动时，车轮与路面的静摩擦力恰好等于汽车转弯所需要的向心力，汽车沿如图5所示的圆形路径(虚线)运动．如果汽车转弯速度大于v ，则汽车最有可能沿哪条路径运动？( ) A ．Ⅰ B ．Ⅱ C ．Ⅲ D ．Ⅳ2．(离心运动的应用及分析)(多选)洗衣机脱水的原理是利用了离心运动把附着在衣服上的水分甩干．如图6是某同学用塑料瓶和电机等自制的脱水实验原理图，但实验发现瓶内湿毛巾甩干效果不理想，为了能甩得更干，请为该同学设计改进建议( ) A ．增加转速 B ．减小转速 C ．增大塑料瓶半径D ．减小塑料瓶半径3．(离心运动的分析)(多选)如图7所示，水平转台上放着A 、B 、C 三个物体，质量分别为2m 、m 、m ，离转轴的距离分别为R 、R 、2R ，与转台间的动摩擦因数相同．当转台旋转时，下列说法中正确的是( )A ．若三个物体均未滑动，则C 物体的向心加速度最大B ．若三个物体均未滑动，则B 物体受的摩擦力最大C ．若转速增加，则A 物体比B 物体先滑动D ．若转速增加，则C 物体最先滑动4．(汽车在水平路面上的转弯)高速公路转弯处弯道圆半径R ＝100 m ，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.225.若路面是水平的(假设最大静摩擦力可近似看做与滑动摩擦力相等，g 取10 m/s 2)．问： (1)汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所允许的最大速度v m 为多大？ (2)当速度超过v m 时，将会出现什么现象？5．(圆周运动的临界问题)如图所示，水平转盘上放有一质量为m 的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r ，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：(重力加速度为g )(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度． (2)当角速度为3μg2r时，绳子对物体拉力的大小．。
离心现象的原理和应用
离心现象的原理和应用简介离心现象是指物体在离心力作用下产生的偏离轨迹的现象。
离心现象广泛应用于许多工程和科学领域，本文将介绍离心现象的基本原理和常见的应用。
原理离心现象的原理基于离心力的作用。
离心力是指物体在旋转体上运动时，由于离开旋转中心而产生的向外的力。
它与物体的质量和运动速度有关，可以用以下公式表示：F = m * v^2 / r其中，F表示离心力，m表示物体的质量，v表示物体的速度，r表示离旋转中心的距离。
根据这个公式可以看出，离心力与速度的平方成正比，与离旋转中心的距离的倒数成正比。
这意味着，离心力会随着速度的增加而增加，同时离旋转中心的距离越大，离心力也越大。
离心现象的原理可以用以下几点来总结：1.对于旋转体上的物体，速度越大，离心力越大。
2.对于相同的速度，离旋转中心的距离越大，离心力越大。
3.离心力的方向指向远离旋转中心的方向。
应用离心现象在工程和科学领域有许多重要的应用。
以下是一些常见的应用示例：1. 离心机离心机是运用离心现象工作的一种设备，广泛应用于化学、生物、医学等领域。
离心机通过产生高速旋转，利用离心力分离物质中的固体颗粒或液体成分。
离心机的不同部分可以用离心力的强度和方向的变化来分离不同的物质。
2. 离心泵离心泵是利用离心力将液体推送到较远距离的一种设备。
离心泵通过高速旋转叶片产生离心力，使液体沿着泵的轴线方向移动。
离心泵的设计可以根据需求来调整离心力的大小和方向，适应不同的工作条件。
3. 自动洗衣机自动洗衣机利用离心现象来进行洗涤和脱水。
在洗涤过程中，自动洗衣机通过旋转内筒生成离心力，使水和洗涤剂充分混合，并通过摩擦来清洗衣物。
在脱水过程中，洗衣机通过高速旋转产生离心力，使衣物快速脱水。
4. 离心浓缩器离心浓缩器是一种常用的分离和浓缩溶液的设备。
离心浓缩器通过产生高速旋转，利用离心力将溶液中的溶质分离出来，并实现溶液的浓缩。
离心浓缩器广泛应用于化学、制药、食品等领域。
离心现象及其应用
高一物理
一、离心运动
1．离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所 受的合力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，物体所做的逐 渐远离圆心的运动叫做离心运动．
（1）离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现 象． （2）离心现象的本质是物体惯性的表现
（3）离心的条件：做匀速圆周运动的物体合外力心运动的应用和防止
1．离心运动的应用实例
（1）离心干燥器 （2）洗衣机的脱水筒 （3）用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 （4）“棉花糖”的产生
2．离心运动的防止实例
（1）汽车、火车拐弯时的限速． （2）高速旋转的飞轮、砂轮的限速．
小结：
• 做圆周运动的物体，所受的合外力F突然消失或 不足以提供所需的向心力时，物体就做离心运 动．
；
厨师谈结婚的事儿。娃们在年龄上刚刚进入“爱”的临界期，在阅历上刚刚接触城市和所谓现代生活方式。更多的时候，娃们一人压着另一人的肩膀唱无病呻吟的情歌，破碎呀、抛弃呀，而表情健康。如果有一天他们得知自己是在工作、在赚钱，养活一个家，就没这么轻松了。 ? 厢红旗柳树最多。 有一棵半抱粗的老柳好像被雷劈过，躯干残破，却生出柔枝，垂地依依。还有一棵大柳树，及抱，枝叶阔大。人们围着树砌了一圈白石矮椅，乍一看，像大树的裤衩落地，来不及提起来。 ? ———英不落札记之五 小羊羔 在伊胡塔草原那边，今年也发了水。水退了，仍在地面盈留寸余。远望过去， 草原如藏着一千面小镜子，躲躲闪闪地发亮，绿草尖就从镜子里伸出头来。马呢，三两成群地散布其间。马真是艺术家，白马红马或铁青马仿佛知道自己的颜色，穿插组合，又通点缀的道理，衬着绿草蓝天，构图饱满而和谐。 ? 这里也有湖泊，即“淖尔”。黑天鹅曲颈而游，突然加速，伸长脖子 起飞，翅膀扑拉扑拉，很费力，水迹涟涟的脚蹼将离湖面。 ? 湖里鱼多，牧民的孩
离心现象及其应用
离心现象及其应用简介离心现象是指液体在旋转状态下，由于离心力的作用而产生和表现出的一系列现象。
离心现象在众多领域中有着广泛的应用，特别在化学、生物学、医学和工程技术等领域中发挥着重要的作用。
本文将介绍离心现象的基本原理和相关应用。
离心现象的原理离心现象的基本原理是液体在旋转过程中由于离心力的作用，产生浓度梯度，使得较重的物质向离心轴（旋转中心）靠拢，而较轻的物质则远离离心轴。
基于这一原理，离心现象常用于分离混合物中的不同成分、富集某些物质以及测量和研究物质的性质等。
离心技术在生物学中的应用离心技术在生物学研究中扮演着至关重要的角色。
离心机是生物学实验室的常见工具之一，其应用包括但不限于以下几个方面：分离细胞和细胞器离心机通过不同的离心力和离心时间，可将细胞和细胞器以不同速度沉降到不同层次，从而实现其分离和富集。
这对于研究细胞结构和功能、提取细胞器以及制备纯化蛋白质等都具有重要意义。
提取核酸和蛋白质离心技术可用于蛋白质和核酸的提取和纯化过程中。
通过离心，可以将细胞破碎后的混合物离心沉淀，从而得到目标物质。
这为研究基因组学和蛋白质组学提供了有效方法。
分析血液和尿液中的成分离心技术也被广泛应用于临床实验室中。
通过离心可将血液和尿液样品分离成红细胞、白细胞、血小板等不同组分，进而进行相关的分析和检测。
这有助于临床医学的诊断和治疗。
离心技术在化学中的应用离心技术在化学领域中有着多样的应用。
以下是一些例子：分离液体中的杂质离心机可以用于分离液体中的悬浮物或杂质。
通过离心，悬浮物会沉降到管底，使得上清液呈现较高的纯度。
这在制备纯化试剂和分析化学中非常常见。
分离合成产物离心技术可以用于分离化学合成反应中的产物。
通过调整离心参数，可将反应混合物中的产物与废料分离，从而得到纯净的产物。
这对于合成有机化合物和药物研发非常重要。
富集稀有元素和溶解物离心技术可以用于富集溶液中的稀有元素和溶解物。
通过调整离心条件，将目标物质富集到一定位置，从而实现有效提取和分离。
第三节 离心现象及其应用
2.条件：合力突然消失或者小于物体做圆周运动所需的向心力。
3.本质：离心现象的本质——物体惯性的表现。 二、离心运动的应用与防止
１.应用实例——洗衣机的脱水筒、棉花糖的产生等。
２.防止实例——汽车拐弯时的限速、高速旋转的飞轮、 砂轮的限速等。
不能说凡是合理的都是美的，但凡是美 的确实都是合理的。
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 D.改变上述任一条件的情况下，都不能使
C
)。
滑块与圆盘保持相对静止
一、离心运动
1.定义：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足
以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆 心的运动，这种现象称为离心现象。
第三节
离心现象及其应用
1.通过生活现象了解离心运动的实例。
2.知道物体做离心运动的条件。
3.通过实例分析了解离心运动的应用与防止。
一
离心现象
1.链球先做什么运动？ 2.链球离开运动员的手以后做什么运动？ 链球先绕运动员做圆周运动。 链球离开运动员的手以后逐渐远离运动员,做斜抛运动。
1.离心现象：
三
实例：汽车拐弯
离心现象的防止
为什么汽车拐弯时要限速？
（1）汽车拐弯需要的向心力由车轮和地面间的静摩擦
力提供， （2）车速越大需要的向心力越大，而静摩擦力有最大 值， （3）当需要的向心力大于实际受到的最大静摩擦力时，
车辆将做离心运动，侧向滑动，发生危险，所以拐弯
时车辆要减速慢行。
例3.为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的 现象，可以：( D )
B.水会从筒中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故
高中物理课件：离心现象及其应用
正确的是 ( A )
A．衣物在四个位置加速度大小相等
B．衣物对滚筒壁的压力在 a 位置比在 c 位置的大
C．衣物转到 a 位置时的脱水效果最好
D．衣物在 b 位置受到的摩擦力和在 d 位置受到的摩擦力方向相反
T
谢谢观看
HANK YOU!
A．衣服上的水做离心运动
B．衣服始终做匀速圆周运动
C．衣服始终做离心运动
D．衣服上的水始终做匀速圆周运动
2．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 ( B )
A．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用
所以木块A角速度增大时，木块A需要的向心力大于B所受的重力，
木块A做离心运动，故B正确；木块A角速度减小时，木块A需要
的向心力小于木块B所受的重力，木块A做近心运动，故D正确。
探究（二） 离心运动应用分析
如图所示，汽车高速转弯时，若摩擦力不足，汽车会滑出路面。请思考：
(1)汽车滑出是因为受到了离心力吗？
不是。是因为向心力突然消失或不足。
(2)物体做离心运动的条件是什么？
物体受的合外力消失或小于圆周运动需要的向心力。
几种常见离心运动的对比图示
项目
实物图
原理图
现象及结论
当水滴受到衣服的附着力 F 不
洗衣机脱水筒
足以提供向心力，即 F<mω2r，
水滴做离心运动
当最大静摩擦力不足以提供
汽车在水平
路面上转弯
(3)物体做离心运动的条件是什么？
离心现象及其应用
2、物体作离心运动的条件：
F 0或F mr
2
二、圆周运动与其他运动
v2 时，物体作圆周运动； F m r 2
F m v r
时，物体靠近圆心运动。 时，物体作离心运动；
v2 F m r
"供""需"是否平衡决定物体做何种运动
F>mω2r F=0 F<mω2r
o
F=mω r
2
三、离心现象的应用
vபைடு நூலகம் m r 2 F向 m r 2 m 2 r T
物体做圆周 运动所需 要的向心力
当"供""需"平衡时,物体做圆周 运动。
第三节 离心现象及其应用
知识回顾：
提供物体做圆 周运动的向心 力
v2 m r 2 F向 = m r 2 2 m r T
物体做圆周 运动所需的 向心力
物体做圆周运动
思考探究：如果提供物体做圆周运动的向心力 小于物体所需的向心力，这时物体将会如何运 动？
实例研究——离心现象
1.甩干雨伞上的水滴
在雨天,我们可以通过旋转雨伞 的方法甩干雨伞上的水滴,旋转时,当 转动快到一定的程度时,水滴和雨伞 之间的附着力满足不了水滴做圆周运 动所需的向心力,水滴就会做远离圆 心的运动而被甩出去。
2.链球运动
在田径比赛中,链球项目就是得用 离心现象来实现投掷的。链球的投掷 是通过预摆和旋转来完成的,运动员 手持链球链条的一端,在链球高速旋 转时,突然松手,拉力消失,链就沿切线 方向飞出去。
υ2 Ffmax<m r
υ
Ff
汽车
2. 高速转动的砂轮、飞轮等
第三节离心现象及其应用
第3节 离心现象及其应用 Ⅰ．知识点及考查角度 系统学习知识点1：离心现象 知识解读：1．概念：做圆周运动的物体，在所受合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，这种现象称为叫离心现象．2.合外力与向心力的关系①若F 合＝m ω2r 或F 合＝mv2r，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”． ②若F 合>m ω2r 或F 合>mv 2r，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<m ω2r 或F 合<mv 2r，则外力不足以将物体拉回到原轨道上，而做离心运动，即“提供”小于“需要”或“提供不足”．3.离心现象的条件：做圆周运动的物体外力突然消失，或者不足以提供向心力．4.轨迹（1）当外力突然消失时，做圆周运动的物体就以这一时刻的速度沿切线方向飞出，做匀速直线运动； （2）当外力不足以提供所需要的向心力时，做圆周运动的物体就沿切线和圆周之间的一条曲线逐渐远离圆心，做曲线运动．5．离心运动的本质：物体惯性的表现．做匀速圆周运动的物体，由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制沿圆周运动．如果提供向心力的合外力突然消失，物体由于本身的惯性，将沿着切线方向运动，这也是牛顿第一定律的必然结果．如果提供向心力的合外力减小，使它不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动，做离心运动的物体并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大． 易错提示：（1）离心运动并不是受“离心力”的作用产生的运动，而是由于外力消失或不能提供所需的向心力． （2）离心运动是“远离”圆心而不是 “背离”圆心，即离心运动是半径逐渐变大的运动．典例解读考查角度1 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发生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，它将做曲线运动解析：做匀速圆周运动的物体，当向心力消失或合力不足以提供所需向心力时，物体将做离心运动，A 项错误；做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，根据牛顿第一定律，它将沿切线方向做匀速直线运动，B、D 项错误，C项正确．答案：C举一反三1-1.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．可能是圆答案：C点拨：做匀速圆周运动的物体，在合力突然消失时，物体从切线方向飞出后可能做匀速直线运动；当合力不足以提供圆周运动所需的向心力时，物体做离心运动，即离圆心越来越远的运动．所以，运动可能是直线也可能是曲线，但不可能是圆周．答题技巧：物体做离心运动后物体的轨迹要根据合力变化的情况来判断，可以做直线运动，也可以做曲线运动.举一反三1-2.下列关于离心现象的说法中，正确的是( ）A．当物体所受到的合外力大于向心力时，产生离心现象B．做圆周运动的物体，当它所受到的一切外力突然消失后，物体才做离心运动C．离心运动就是物体背离圆心方向的运动D．离心现象是物体惯性的表现答案：D点拨：当物体合力消失或小于所需向心力时，物体做远离原圆周轨道的运动，离心运动不是背离圆心，是远离圆心，所以A、B、C错误．离心现象的本质是惯性的表现．D正确．考查角度2 离心现象条件的应用【例2】一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动，转台上有一质量为 m 的物块恰能随转台一起转动而做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( ）A．若增大角速度ω，物块将沿切线方向飞出B ．若增大角速度ω，物块将沿曲线逐渐远离圆心C ．若减小角速度ω，物块将沿曲线逐渐靠近圆心D ．若减小角速度ω，物块仍做匀速圆周运动解析：物体恰能随转台一起转动，说明此时充当向心力的摩擦力恰好能够保证物体做匀速圆周运动．如果增大角速度ω，则需要的向心力增大，而摩擦力不能再增大了，因此，物体就会逐渐远离圆心，B 正确；若减小角速度ω，则需要的向心力减小，而摩擦力也相应减小，因此，物体仍做匀速圆周运动，D 正确．答案：BD举一反三2.如图5-7-6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错误的是（ ）图5-7-6A ．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 ．若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb 做离心运动D ．若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc 做向心运动 答案：B点拨：由F ＝mv 2R知，拉力变小，F 不能满足所需向心力，R 变大，小球做离心运动；若F 突然消失，小球将沿圆周切线做匀速直线运动．反之，F 变大，小球做向心运动．知识点2 离心现象的应用和危害 知识解读1.离心现象的应用（1）利用离心现象的例子有：雨天旋转雨伞甩干雨伞上的水滴、田径比赛中链球的投掷等. （2）离心机械：在实际中，利用离心现象工作的的机械叫做离心机械．例如：离心干燥（脱水）器、洗衣机脱水桶、离心转速计、化学实验室中常用的离心分离器等． (3)几种常见的离心现象2.有害离心现象的防止离心现象有时也是有害的，应设法防止．(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．汽车转弯限速：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很大，大于最大静摩擦力f max，汽车将做离心运动而造成交通事故．因此，在转弯处，为防止离心运动造成危害：一是限定车辆的转弯速度；二是把路面筑成外高内低的斜坡以增大向心力．高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速，以防止其内部分子间相互作用力不足以提供所需向心力，离心运动会使它们破裂．(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．匀速圆周运动、离心运动、近心运动比较（拓展）典例解读【例3】如图所示，医学上常用离心分离机加速血液的沉淀，其“下沉”的加速度可这样表示：20)1(ωρρr a -=，而普通方法靠“重力沉淀”产生的加速度为g a )1(0ρρ-='，式子中ρρ,0分别为液体密度和液体中固体颗粒的密度，r 表示试管中心到转轴的距离，ω为转轴角速度，由以上信息回答：（1）当满足什么条件时，“离心沉淀”比“重力沉淀”快？ （2）若距离m 2.0=r ，离心机转速度min r/3000=n ，求a a ':．解析：（1）比较两个加速度a a '和可知：只要g r >2ω，即rg>ω，离心沉淀就比重力沉淀快． （2）由角速度rad/s.100rad/s 60300022πππω=⨯==n 取2m/s 8.9=g ，则.20008.9)100(2.022≈⨯=='πωg r a a可见离心沉淀比重力沉淀快得多．举一反三3-1.为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以( ） 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 答案：BC点拨：汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象是一种离心运动，当F ＜m ω2r ＝m v 2r时，物体做离心运动．防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”，就要减小汽车转弯时的速度或增大汽车与路面间的摩擦力，使F ＝m ω2r ＝m v 2r，故B 、C 对，A 、D 错．Ⅱ．综合 应用 探究 培优拔尖拔尖角度1 火车转弯探讨（拓展点） 培优精析：火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有向心加速度，需要向心力．（1）火车车轮的特点：如图5-7-1甲所示，火车的车轮有凸出的轮缘，火车在轨道上运行时，有凸起轮缘的一边在轨道的内侧，如图5-7-1乙所示．（2）如果转弯时内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，如图5-7-1乙所示，由于火车质量大，速度快，由公式F 向=mv 2/r ，向心力很大，这样，铁轨和车轮易受损．（3）如果转弯处外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，而是斜向弯道的内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压，如图5-7-1丙所示.适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需要的向心力几乎完全由重力G 和支持力F N 的合力提供，如图5-7-1丁所示.甲 乙 丙 丁图5-7-1易错提示：火车转弯做圆周运动的圆心在水平面内，而不是沿斜面向下．【例4】（2013山东临沭一中高一期中）铁路在弯道处的内外轨道的高度是不同的，已知内外轨道与水平面的倾角为θ（如图5-7-2所示），弯道处的圆弧半径为R ，若质量为m 的火车转弯时的速度小于gR tan θ，则（ ）图5-7-2A ．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B ．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C ．这时铁轨对火车的支持力等于mg cos θD ．这时铁轨对火车的支持力小于mgcos θ解析：若火车的向心力等于它所受到的重力mg 和支持力F N 的合力，则mg tan θ＝m v 20R ，即v 0＝gR tan θ．若车速小于v 0，则内轨对内侧车轮产生侧压力F ，如图5-7-3所示，此时F sin θ＋F N cos θ＝mg ，即F N cos θ<mg ，所以F N <mgcos θ.综上所述，A 、D 选项正确．图5-7-3答案：AD链接高考4-2.（2013年东莞模拟）铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是（）A．v一定时，r越小则要求h越大B．v一定时，r越大则要求h越大C．r一定时，v越小则要求h越大D．r一定时，v越大则要求h越大答案：AD点拨：火车重力的分力提供向心力，有mg tan θ＝m v2r，又tan θ＝hL故ghL＝v2r，v＝ghrL，由此可知A、D项正确．易错点归类总结：1.离心运动并不是受“离心力”的作用产生的运动，而是由于外力不能提供足够的向心力．【知1】2. 离心运动是“远离”圆心而不是“背离”圆心，即离心运动是半径逐渐变大的运动．【知２】3.火车转弯做圆周运动的圆心在水平面内，而不是沿斜面向下．【拔1】拓展点归类总结：1.火车转弯问题探讨．【拔1】Ⅲ．基础演练·提升训练·拓展巧练A组：学业水平训练1.(2013年平顶山高一检测)下列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点拨：物体远离圆心的运动就是离心运动，故A对；物体做离心运动时其运动轨迹可能是曲线，故B错；当做圆周运动的物体所受合力提供的向心力不足时就做离心运动，合力等于零仅是物体做离心运动的一种情况，故C错；当物体所受合力增大时，将做向心运动，故D错．2．公共汽车在到达路口转弯前，车内广播“乘客们请注意，前方车辆转弯，请拉好扶手”．这样可以防止乘客( )A．突然向前倾倒B．突然向后倾倒C．因汽车转弯而向转弯的外侧倾倒D．因汽车转弯而向转弯的内侧倾倒答案：C点拨：汽车转弯时乘客因做圆周运动而需要向心力，若合外力不足以提供乘客做圆周运动的向心力，乘客将做离心运动，向转弯的外侧倾倒，C正确．3．在人们经常见到的以下现象中,不属于离心现象的是 ( )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答案:D点拨:裙子张开是属于离心现象的,伞上的雨水由于不够提供离心力导致水滴做离心现象,黄沙或石子也是因为受到的力不够提供向心力而做离心运动,守门员踢出足球,是足球在力的作用下的运动,不是离心现象．4．下列说法不正确的是( )A.洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的B.C.汽车转弯时速度过大,会因离心运动而造成交通事故D.以正常转速转动的砂轮,若转速突然减小,答案:D点拨:脱水筒、离心干燥器都是利用离心运动甩掉水的,A、B正确;汽车转弯时速度过大,所需向心力大于最大静摩擦力而做离心运动造成交通事故,C正确;转动的砂轮突然减速则需要的向心力将随之减小,不易发生离心现象,D错误．5.飞机在俯冲拉起时,飞行员会出现短暂的双目失明,甚至昏厥的现象,其原因是( )A.飞行员由于营养不良造成体质下降B.由于高空缺氧C.由于离心运动,使飞行员大脑短暂供血不足D.高空中气温太低 答案:C点拨:飞机俯冲拉起时飞行员随飞机一起做圆周运动,由于离心现象,使飞行员头部供血不足,所以会出现双目失明甚至昏厥的现象．6.（2014湛江高一期末）下列关于离心运动的说法正确的是（ ）A ．物体做离心运动时，运动轨迹是一个圆B ．洗衣机脱水时，衣服上的水分因做离心运动而甩出C ．物体做离心运动，是由于受到离心力的作用D ．汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故 答案：BD点拨：离心运动沿圆周的切线方向飞出，轨迹不是一个圆，A 错误；洗衣机脱水时，水做离心运动，衣服贴在桶壁上，B 正确，离心运动是因为所需要的向心力大于所提供的向心力，而不是受到离心力，C 错误；汽车转弯时，速度过大，所需要的向心力大于所提供的向心力，故做离心运动，造成交通事故，D 正确．方是曲线运动．7．如图所示是一游乐转筒的模型图,它是一个半径约为3 m 的直圆筒,可绕中间的轴转动,里面的乘客背靠圆筒壁站立．当转筒转速达到至少每分钟30圈时,乘客脚下的踏板突然脱落,要保证乘客的安全,使人随转筒一起转动而不掉下来,则乘客与转筒之间的动摩擦因数至少多大?(g 取10 m/s 2,π210)=解:乘客随转筒旋转时受三个力作用:重力mg 、筒壁对他的支持力N F 和静摩擦力f,如图所示．要使乘客随筒壁旋转不落下来,筒壁对他的最大静摩擦力应至少等于重力．乘客做圆周运动的向心力由筒壁对他的支持力N F 来提供．转速n=3060r/s=0.5r/s ．转筒的角速度为2ω=πn=π rad/s ．由牛顿第二定律可得r m F N 2ω=,f N F μ==mg 解得33.031022=⨯=πωrg．8．如图5－7－22所示，用长L ＝0.6 m 的绳系着装有m ＝0.5 kg 水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”．(g ＝10 m/s 2)求：图5－7－22(1)在最高点水不流出的最小速度为多少？(2)若过最高点时速度为3 m/s ，此时水对桶底的压力为多大？解：(1)水做圆周运动，在最高点水不流出的条件是：水的重力不大于水所需要的向心力．这时的最小速度即为过最高点的临界速度v 0.以水为研究对象mg ＝m v 20L解得v 0＝Lg ＝0.6×10 m/s ≈2.45 m/s.(2)由前面v 0的解答知v ＝3 m/s ＞v 0，故重力不足以提供向心力，要由桶底对水向下的压力补充，此时所需向心力由以上两力的合力提供．v ＝3 m/s ＞v 0，水不会流出．设桶底对水的压力为F ，则由牛顿第二定律有：mg ＋F ＝m v 2L 解得:F ＝m v 2L －mg ＝0.5×(320.6－10)N ＝2.5 N.根据牛顿第三定律知F ′＝F,所以水对桶底的压力为2.5 N. B 组：高考水平训练9.在离心浇铸装置中，电动机带动两个支承轮同向转动，管状模型放在这两个轮上靠摩擦转动，如图2－3－24所示，铁水注入之后，由于离心作用，铁水紧紧靠在模型的内壁上，从而可得到密实的铸件，浇铸时转速不能过低，否则，铁水会脱离模型内壁，产生次品．已知管状模型内壁半径为R ，则管状模型转动的最低角速度ω为( )图2－3－24A.g RB.g 2RC.2g RD ．2g R答案：A点拨：以管状模型内最高点处的铁水为研究对象，转速最低时，重力等于向心力，即mg＝mω2R，得ω＝g R .10.(温州十校联合体13年高一下期中)中央电视台《今日说法》栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是( )A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内(东北)高外(西南)低D．公路在设计上可能外(西南)高内(东北)低答案：AC点拨：由题图可知发生事故时，卡车在做圆周运动，从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动，故选项A正确，选项B错误；如果外侧高，卡车所受重力和支持力提供向心力，则卡车不会做离心运动，也不会发生事故，故选项C正确．11．(2013·大连高一检测)如图8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．当小球的转速增加到原来转速的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40 N．则：图8(1)线断裂的瞬间，线的拉力多大？(2)这时小球运动的线速度多大？(3)如果桌面高出地面0.8 m，线断后小球垂直桌面边缘飞出，落地点离桌面的水平距离为多少？(g 取10 m/s2)解：(1)设原来角速度为ω，线的拉力为F，则有F＝mω2r①F＋40＝m(3ω)2r②由①②两式得F＝5 N所以线断时，线的拉力为45 N.(2)设这时小球的线速度为v，则有F ＋40＝m v 2r③代入数据得v ＝5 m/s.(3)飞出桌面小球做平抛运动 h ＝12gt 2 ④x ＝vt ⑤由④⑤两式并代入数据得：x ＝2 m.压轴题(2013·杭州高一检测)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材(如图9甲所示)．做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上．现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A 、B 、C 、D 位置时球与板无相对运动趋势．A 为圆周的最高点，C 为最低点，B 、D 与圆心O 等高．设球的重力为1 N ，不计拍的重力．求：(1)C 处球拍对球的弹力比在A 处大多少？(2)设在A 处时球拍对球的弹力为F ，当球运动到B 、D 位置时，板与水平方向需有一定的夹角θ，请在乙图中作出tan θ －F 的关系图象．甲 乙图9解：(1)设球运动的线速度为v ，半径为R 则在A 处时F ′＋mg ＝m v 2R① 在C 处时F －mg ＝m v 2R②由①②式得ΔF ＝F －F ′＝2mg ＝2 N.(2)在A 处时球拍对球的弹力为F ，球做匀速圆周运动的向心力F 向＝F ＋mg ，在B 处不受摩擦力作用，受力分析如图.则tan θ＝F 向mg ＝F ＋mg mg＝F ＋1,作出的tan θ －F 的关系图象如图.。
第二章第三节离心现象及其应用
１、观察与思考
观察实验现象后，回答下列问题: （1）小球为什么会离开转盘？ （2）什么叫做离心运动？
做匀速圆周运动的物体，在一定条件下， 做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。
2、电脑模拟离心运动：
问2：物体为什么做离心运动 请注意：合外力与向心力的关系！
F=mrω2
F=0
针对练习
3、物体m用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，
如图径r、角速度ω、线速度v的大小变化情
况是(
)A
m A．r增大，ω变小、 v变小
o
B．r增大，ω变小、v不变
C．r减小，v不变、ω增大
D．r减小，ω不变、v变小
M
课堂小结
做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿 着圆周切线方向飞去的倾向.
针对练习 2、下列关于离心现象的说法中正确的是( BC )
A、当物体所受的合外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突然 消失后，物体将做远离圆心的运动
C、做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突 然消失后，物体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 然消失后，物体将做曲线运动
o
F<mrω2
F>mrω2
问3：物体做离心运动的条件是什么？
当物体所受的合外力突然消失或合 外力不足以提供向心力时，物体做离心 运动。
请思考：在生活中，你看到哪些地方利用到离 心现象？
离心现象的应用：
（1）甩干雨伞上的水滴 （2）链球运动 （3）离心干燥器 （4）离心沉淀器
注意防止：离心运动的危害
高速转动的砂轮不得超过允许的最大转速，如果 转速过高，砂轮内部分子间的作用力不足以提供所需 的向心力时，离心运动会便它们破裂，甚至酿成事故。 为了防止事故的发生，通常还要在砂轮和飞轮的外侧 加装一个防护罩。
第03节离心现象及其应用
12345
解析 答案
本课结束
(2)与支持面弹力有关的临界问题 此类问题要分析恰好无支持力这一临界状态下的角速度(或线速度). (3)因静摩擦力而产生的临界问题 此类问题要分析静摩擦力达到最大时这一临界状态下的角速度(或线速度).
例3 某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为100 m，一赛车与车手的总 质量为100 kg，轮胎与地面间的最大静摩擦力为600 N.(g取10 m/s2) (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？ 答案 不会发生侧滑 解析 赛车在场地上做圆周运动的向心力由静摩擦力提供. 赛车做圆周运动所需的向心力为F＝m v2 ＝400 N<600 N，所以赛车在运
内容索引
自主预习 预习新知 夯实基础
重点探究 启迪思维 探究重点
达标检测 检测评价 达标过关
自主预习
一、离心现象 1.离心现象：做圆周运动的物体，在所受合力突然 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 称为离心现象. 2.离心运动的本质：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.
C.若转速增加，则A物体比B物体先滑动
√D.若转速增加，则C物体最先滑动
图7
12345
解析 答案
4.(汽车在水平路面上的转弯)高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车 轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.225.若路面是水平的(假设最大静摩擦力 可近似看做与滑动摩擦力相等，g取10 m/s2).问： (1)汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所允许的最大速度vm为多大？ 答案 15 m/s 解析 在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供，设汽车质量为 m， 最大静摩擦力可近似看做与滑动摩擦力相等，则 fm＝μmg，则有 mvRm2＝μmg， vm＝ μgR，代入数据可得：vm＝15 m/s.
离心现象及其应用-课件
的圆圈
二 离心现象的应用
1、离心机械： 利用离心现象工作的机械叫做离心机械。 2、实例： （1）离心干燥器 （2）洗衣机的脱水筒 （3）用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 （4）“棉花糖”的产生
1、离心干燥器 原理： 当网笼转得比较慢时，水滴跟物体 的附着力F1足以提供所需的向心力F， 使水滴做圆周运动。当网笼转得比 较快时，附着力F1不足以提供所需 的向心力F，于是水滴做离心运动， 穿过网孔，飞到网笼外面。
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，这种现象称为离心现象。 2.条件：合力突然消失或者小于圆周运动所需的向心力 3.本质：离心现象的本质——物体惯性的表现。 二、离心运动的应用与防止 １.应用实例——洗衣机的脱水筒、棉花糖的产生等。 ２.防止实例——汽车拐弯时的限速、高速旋转的飞轮、砂轮 的限速等。
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/52021/3/5Marc h 5, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/52021/3/52021/3/52021/3/5
2、制作“棉花”糖的原理： 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里 面加入白砂糖，加热使糖熔化成 糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖 汁就做离心运动，从内筒壁的小 孔飞散出去，成为丝状到达温度 较低的外筒，迅速冷却凝固，变 得纤细雪白，像一团团棉花。
三 离心现象的防止
实例：汽车拐弯 做匀速圆周运动的物体，其加速度总是指向圆心，这个加 速度叫做向心加速度。
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高一物理必修二导学案 第二章 第三节 离心现象及其应用（导学案）
编制：李军润 审核：杨玉蓉、刘晋君
班级 第 组 姓名
● 学习目标
（1）知道什么是离心现象。
（2）知道物体做离心运动的条件。
（3）能结合生活中的实例解释离心现象，知道离心运动的应用和危害的防止。
● 预习案（15分钟）
一、教材助读：通过阅读教材完成下列填空
(1)做圆周运动的物体，在所受合外力 或 的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象。
(2)在实际中，利用离心现象工作的机械叫做 。
(3)物体做离心运动的条件。
当物体所受的 突然消失或 不足以提供向心力时物体就做离心运动。
(4)离心运动的应用主要有 、 、 等。
(5)离心运动危害的防止的应用主要有 、 、 等。
● 熟记规律—我思考、我收获
1.物体做离心运动的两种情况
（1）向心力突然消失时，物体沿切线方向飞出。
此后物体若不受其他力作用，则物体做直线运动。
（2）当物体所受的合外力不足以提供物体做圆周运动所需向心力时，物体沿某条曲线做逐渐远离圆心的运动。
2.物体做离心运动的条件
(1) 物体做圆周运动时，由各种性质的力提供向心力F 供，由2
2v F m mR R
ω==决定需要的向心力F 需，当=F F 需供时，物体就做圆周运动。
（2）当<F F 需供时，物体就做离心运动。
（3）当>F F 需供时，物体就做向心运动。
3.物体做离心运动的原因是由于物体有保持运动趋势的“惯性”造成的。
4．离心运动的防止
（1） 汽车转弯时要限速：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2max mR F ω>，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） 汽车过桥要限速：汽车过桥时的运动轨迹是一个圆周，在桥顶的向心力由重力和桥面的支持力提供，由于向心力的大小不可能超过重力的大小，所以汽车速度也有最大值。
（3） 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。
二、预习自测
1．下列说法中，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，一定不受到外力的作用
D ．做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动
2．关于洗衣机脱水桶的有关问题，下列说法中正确的是( )
A ．如果衣服上的水太多脱水桶就不能进行脱水
B ．脱水桶工作时衣服上的水做离心运动，衣服并不做离心运动
C ．脱水桶工作时桶内的衣服也会做离心运动，所以脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上
D ．白色衣服染上红墨水时，也可以通过脱水桶将红墨水去掉使衣服恢复白色
我们思考：脱水桶脱水时，当水滴所受力附着力不足于维持其做圆周运动所需的向心力时，水则脱离衣物使其变干。
3．下列关于骑摩托车的有关说法中，正确的是( )
A ．骑摩托车运动时，不会发生离心运动
B ．摩托车轮胎的破裂是离心运动产生的结果
C ．骑摩托车拐弯时摔倒一定都是离心运动产生的
D ．骑摩托车拐弯时速率不能太快，否则会产生离心运动向圆心的外侧跌倒
探究案
一、共同探究
1.离心现象
例1.（单选）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 .做圆周运动物体所受的外力都突然消失时做背离圆心的圆周运动
C .做圆周运动的物体所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动
D .做圆周运动的物体所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动
高一物理必修二导学案 2.利用离心现象的实例
例2.在我国发射神舟系列载人飞船之前，宇航员都要进行多项体能训练。
其中图所示为离心实验的原理图。
可用此实验研究过荷对人体的影响，测定人体的抗荷能力，被测者做圆周运动，图中的直线AB （线AB 与舱底垂直）与水平杆成30角，则被测者对座位的压力是重力的多少倍？
3.离心运动防止的实例 例 3.如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R ＝100 m ，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.23.若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm 为多大？当超过vm 时，将会出现什么现象？(g ＝9.8 m/s2)
二、总结提升
（1）离心运动发生的条件是物体受到指向圆心方向的合力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力。
（2）防止有害的离心运动时要增大向心力或减小圆周运动的速度；
（3）利用离心运动时要减小向心力或增大速度。
三、当堂检测
1．物体做离心运动的条件是 。
2．（单选）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
3．（单选）汽车行驶中和离心运动有关的是( )
A ．汽车开进泥坑里轮胎打滑
B ．汽车通过圆形拱桥
C ．汽车直线行驶时与其他车辆发生碰撞
D ．汽车在转弯时由于速度太快导致翻车
四、课后训练
一、选择题
1．（单选）关于离心运动，下列说法中正确的是( )
A ．做匀速圆周运动的物体不受外力的作用时，做离心运动
B ．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动
ω A B
C．做匀速圆周运动的物体，只要向心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，当外界提供的向心力突然增大时将做离心运动
2．（单选）坐在行驶中的公共汽车内的乘客发生与离心运动有关的现象是( )
A．乘客突然向前倾倒B．乘客突然向后倾倒
C．乘客上下振动D．乘客因汽车向左转弯时而向右倾倒
3．（单选）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，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
4．（双选）关于离心现象，下列说法正确的是（）
A. 脱水桶、离心分离器是利用离心现象工作的
B. 限制速度、加防护罩可以防止离心现象造成的危害
C. 做圆周运动的物体，当向心力突然增大时做离心运动
D. 做圆周运动的物体，当合外力变小时，它将沿切线做匀速直线运动
三、非选择题
5.直径为0.49m的洗衣机脱水桶以40rad/s的角速度转动，衣服对圆桶壁压力是衣服重力的多少倍？
6.质量为M=1000kg的汽车，在半径为R＝25m的水平圆形路面转弯，汽车所受的静摩擦力提供转弯时的向心力，静摩擦力的最大值为重力的0．3倍．为避免汽车发生离心运动酿成事故，试求汽车安全行驶的速度范围．(g取l0m/s2)
《全优课堂》P38-39。