高中物理2.3离心现象及其应用学案粤教版必修
【课堂设计】高一物理粤教版必修2课件2.3 离心现象及其应用
[要点提炼] 1． 离心运动的应用： 离心干燥器、 洗衣机的脱水筒、 离心分离器． 2．离心运动的防止：转弯限速、砂轮加防护罩等．
本 学 案 栏 目 开 关
例1
(单选)下列关于离心现象的说法正确的是
(
)
本 学 案 栏 目 开 关
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
本 学 案 栏 目 开 关
(2)绳子提供的向心力小于 mω2r 时，小球将逐渐远离圆心，做 离心运动．
[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什么“离心力”． 2．合力与向心力的关系 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．
质量为 m，最大静摩擦力可近似看作与滑动摩擦力相等，则 fm＝ vm2 μmg，则有 m ＝μmg，vm＝ μgR，代入数据可得 vm≈15 m/s R v2 ＝54 km/h.当汽车的速度超过 54 km/h 时， 需要的向心力 m 大于 R 最大静摩擦力， 也就是说提供的向心力不足以维持汽车做圆周运 动的向心力，汽车将做离心运动，严重的将会出现翻车事故．
学案 3
[学习目标定位]
离心现象及其应用
本 学 案 栏 目 开 关
1.知道离心现象及物体做离心运动的条件. 2.学会判断向心、离心运动. 3.了解离心运动的应用与防止．
粤教版高中物理必修二讲学案：2.3-离心现象及应用
2.3 离心现象及其应用 讲学案高一级 班 姓名 座号 周次 星期一、学习目标:1．知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件；2．结合生活中的实例，知道离心运动的应用和危害及其防止。
二、复习检测:1．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心力是 ( )A ．重力B ．弹力C ．静摩擦力D ．滑动摩擦力 2.长度为0．5m 的轻质细杆OA ，A 端有一质量为 3kg 的木球，以O 点为圆心，在竖直面内作圆周运动，如图所示，小球通过最高点的速度为 2m/s ，取g = 10 m/s 2，则此时球对轻杆的力大小是，方向向 。
三、新课教学知识点一：离心现象、物体做离心运动的条件1.离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时，物体就会沿切线方向飞出或 圆心运动，这就是离心现象。
离心现象并非受“离心力”作用的运动。
2.做圆周运动的物体所受的合外力F 合指向圆心，且F 合＝mv 2r，物体做稳定的 ；所受的合外力F 合突然增大，即F 合>mv 2/r 时，物体就会向内侧移动，做 运动；所受的合外力F 合突然减小，即F 合<mv 2/r时，物体就会向外侧移动，做 运动，所受的合外力F 合＝0时，物体做离心运动，沿切线方向飞出。
典题：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2．（单选）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，下列关于小球运动情况的说法不正确的是( )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1.在实际中，利用离心现象工作的机械叫做。
2.3离心现象及其应用课件2(粤教版)
圆周的切线方向做匀速直线运动．(2)当物体受到的外力
链 接
逐渐变小时，使它不足以限制在圆周上，物体将做半径
逐渐变大的曲线运动，而不是做“背离”圆心的直线运
动．
考点篇 u 变式训练
1．物体做离心运动时，运动轨迹的形状是( C )
A．一定是曲线
栏
B．一定是直线
目 链
接
C．可能是直线，可能是曲线
D．可能是一个圆
消失时，合外力为零，根据牛顿定律可知，物体将做惯性
栏 目
运动，即沿圆周的切线方向做匀速直线运动，远离圆心，
链 接
做离心运动．
(2)合外力不足以提供向心力：如汽车在水平面上转弯 时，由于速度太大，它所需要的向心力大于其所受到的最 大静摩擦力时，汽车不能在原来的圆周轨道上运动，逐渐 远离圆心，做离心运动．
的弯度半径调整倾斜角度可达到安全行驶的目的，汽
栏
车转弯时要限速，都是防止物体产生离心运动，转动
目 链
的砂轮转速和质量一定时，半径越大所需向心力越大， 接
越容易产生离心运动，A、C、D不符合题意，离心泵
是利用离心现象工作的，B选项符合题意．
将做半径更大的圆周运动，这样物体将逐渐远离圆心，但
不是沿半径向外运动．
考点篇
3．离心运动的特征及受力关系．
(1)特征：①运动学特征：物体做远离圆心的运动．②动力学特
征：合外力突然消失或不足以提供向心力．
栏
(2)合外力与向心力的关系：(如图所示)
目 链
接
①若 F 合＝F 向，物体做匀速圆周运动，这时物体处于“供需平 衡”状态．
目 链
接
物体做离心运动．
考点篇
u 变式训练 2．下列哪些现象，不是为了防止物体产生离心运动
2.4+离心现象及其应用+教学设计-2024-2025学年高一下学期物理粤教版(2019)必修第二册
课程基本信息学科物理年级高一学期春季课题离心现象及其应用教科书书名：高中物理必修第二册教材出版社：广东教育出版社教学目标教学目标：1、物理观念：（1）知道离心现象的产生条件及其本质；（2）了解离心现象的应用和及其危害的防止。
2、科学思维：根据实例，归纳离心运动的原理，利用该原理解决问题3、科学探究：通过学习，掌握离心现象的分析方法4、科学态度与责任：（1）培养学生动手能力以及树立环保意识；（2）树立对生活问题进行理性分析的意识。
教学内容教学重点：探究离心现象的产生条件。
教学难点：1.结合具体事例分析离心运动教学过程【教学过程】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【创设情境，引入课题】视频引入：1、打钢花视频随着两团钢花不停转动，越转越快，美丽的钢花造型惊艳呈现。
【观察实验，总结特点】1、旋转画纸第一步：缓慢转动旋转画纸，在上面喷射颜料水，颜料水做圆周运动。
第二步：快速转动画纸时，颜料水绘出了射线、曲线状的图案。
播放视频提问：美丽的钢花造型是如何产生的？缓慢和快速的转动画纸，分别在旋转画纸上作画。
1、提问：快速转动画纸，颜料水又会做什么运动呢？好奇思考观察期待疑惑好奇思考引发思维冲突，从而提出本节课要解决的问题，激发学的求知欲。
体现了新课标理念：从生活走向物理。
引导学生细心观察实验现象，观察颜料水在画纸缓慢转动和快速转动的情况下，其状态的变化。
培养学生的问题意识。
2、会发光的自行车钢圈第一步：缓慢转动自行车钢圈，发光球只是在做圆周运动。
第二步：快速转动钢圈，发光球都从钢圈中心跑到四周并且闪闪发光。
第三步：观看发光球慢动作视频。
缓慢和快速的转动自行车钢圈提问：当老师快速转动钢圈时，发光球又会做什么运动呢？积极参与认真观察思考回答引导学生观察实验现象，培养学生的观察能力。
并鼓励引导学生参与到课堂中。
通过教师的引导，使学生在观察的过程中思维得到启发。
以上现象都是离心现象，引导学生总结实验现象的共同特点，得出离心现象的特点：原本靠近圆心的物体逐渐远离了心。
2.3离心现象及其应用学案2(粤教版必修2)
§2.3 离心现象及其应用【学习目标】【知识和技能】(1)知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件，(2)结合生活中的实例，知道离心运动的应用和危害及其防止【过程和方法】(1)通过观察实验，让学生体会在什么条件下物体做离心运动，(2)通过列举生活中离心现象，认识离心现象在生活和生产中的应用和危害【情感、态度和价值观】(1)通过应用所学知识与方法认识自然，激发学习物理的兴趣．(2)感悟科学是人类创造发明的基础，激发学习热情．【学习重点】物体做离心运动所满足的条件。
【知识要点】一、离心运动作圆周运动的物体，如果所提供的向心力（即沿半径方向的合力）突然消失或者小于物体作圆周运动所需的向心力，物体就作逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
离心运动的条件：提供的向心力（即沿半径方向的合力）突然消失，或者小于物体作圆周运动所需的向心力。
二、离心现象的应用1利用：洗衣机的脱水桶、桥面造成拱形、离心沉淀器等。
2防止其危害：机器的转轮要使重心落在轴心上等。
【问题探究】问题 1 离心现象在生产和生活中有什好处和害处？我们该怎样利用其好处，防止其带来的害处？请结合实例进行讨论。
探究思路：离心现象是由于物体作曲线运动造成的，而曲线运动在生产和生活中经常可见。
同学们尽可能展开丰富想象，结合实例进行讨论。
比如洗衣机的脱水桶、离心分离器、炼钢或制作水泥管道技术等；不利方面如汽车和火车等交通工具在转弯时容易发生事故、运转的机器假如重心偏离轴心容易损坏机器等。
【典型例题】【例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.可能是一个圆解析：离心运动即物体沿切线或切线和圆周之间的曲线远离圆心的运动，因此其轨迹可能为直线也可能为曲线，物体做离心运动时，不再是沿着圆周运动，因为其半径必须增大，C对.【例2】如图2－3－2所示，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，用力拉着绳子另一端使P 在水平板内绕O 做半径为a 、角速度为ω1的匀速圆周运动，求：（1）此时P 的速率多大？（2）若将绳子从这个状态迅速放松，后又拉直使P 绕O 做半径为b 的圆周运动，从放松到拉直这段过程经过了多长时间？（3）P 做半径为b 的圆周运动的角速度ω2为多大？图2－3－2解析：（1）P 点速度大小v 1=ω1r =ω1a（2）绳子放松后，小球保持v 1速度沿切线AB 做匀速直线运动，从图 2－3－3中可看出放松到拉直这段位移x =22a b -其间所用时间t =1v x=a a b 122ω-（3）拉直时，v 1分解成切向速度v 2和法向速度v 3，小球将以速度v 2做半径为b 的匀速圆周运动，而法向速度v 3损失减小到零.图2－3－3所以：v 2=v 1cos θ，而在Rt △OAB 中cos θ=ba 所以：v 2=ba v 1 ω2b =ba·ω1a ω2=22ba ω1.【规律总结】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.当F=m ω2r 时，物体做匀速圆周运动 当F= 0时，物体沿切线方向飞出当F ＜m ω2r 时，物体逐渐远离圆心当F ＞m ω2r 时，物体逐渐靠近圆心【当堂反馈】1.下列事例中，利用了离心现象的是A.汽车转弯时要限速行驶B.在修筑铁路时，转弯处要有一定坡度，内轨要低于外轨C.转速很高的砂轮其半径不能做得很大D.浇铸钢管或水泥管时，让模子沿圆柱的中心轴线高速旋转，制成无缝隙管2.如图2－14所示，绕竖直轴线匀速转动的水平圆盘上有一个相对盘静止的物体，则物体所受到的力有图2－14A.重力、支持力B.重力、支持力、离心力C.重力、支持力、方向指向盘心的静摩擦力D.重力、支持力、向心力3.如图2－15所示，小篮中放一小物块，用细线挂于O点，现让物块随小篮一起绕O 点在竖直平面内做圆周运动，设线的拉力为F，物块对篮底的压力为N，小篮行至最高点时，物块恰能不掉脱.则下面说法正确的是图2－15A.此时F≠0,N=0B.此时F=0,N≠0C.此时F=0,N=0D.此时F≠0,N≠04.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由Ｍ向N行驶，速度逐渐减小.图2－16中甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力Ｆ的四种方向，你认为正确的是哪个？甲乙丙丁图2－165.如果高速转动飞轮的重心不在转轴上，运行将不稳定，而且轴将受到很大的作用力，加速转轴的磨损.图2－17飞轮半径r=30 cm，OO′为转动轴.正常工作时转动轴受到的水平作用力可认为是零.假想在飞轮的边缘固定一个质量m=0.01 kg的螺丝钉A，当飞轮转速n= 60 r/s时，转动轴OO′将受到多大的力？图2－176.一木块静止于水平转盘上，与转轴的距离为r，若木块与盘面间的最大静摩擦力为木块重力的k倍，为使木块保持静止，求转盘转动的最大角速度.【参考答案】1、D2、C3、C4、：乙5、426 Nkg/6、r【达标训练】1、火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。
粤教版高中物理必修2广东省惠阳一中实验学校学案第二章第三节离心现象及其应用
研卷知古今；藏书教子孙。
【学习目标】 1. 理解离心运动及离心运动的条件。
2. 知道离心运动有哪些应用。
3. 知道离心运动的危害及防止措施.重点难点: 离心运动的条件.预习案➢ 学法指导: 1、阅读教材动手做一做圆周运动的实验,当突然松手时做圆周运动的物体如何运动. 2．再阅读教材,和同学讨论交流自已想法,不懂的问题记录下来,10 分钟➢ 问题导学（一）离心运动1. 离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受的合力圆周运动所需要的的情况下，物体所做的(1) 离心现象的本质是物体的表现(2) 离心的条件：或者以提供的运动叫做离心运动。
当产生向心力的合外力突然，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，而只是提供所需要的向心力，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. 对离心运动的进一步理解(1) 做离心运动的质点是做半径越来的运动或沿飞出的运动，它不是沿半径方向飞出。
(2) 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(3) 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消失或不足以提供所需要的向心力。
（二）离心运动的应用和防止(1). 离心运动的应用实例,1.234(2). 离心运动的防止实例1234研卷知古今；藏书教子孙。
➢ 预习自测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.下列说法正确的是（ ）A.物体做离心运动时，将离园心越来越远。
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．物体受离心力作用做离心运动。
探究一探究案（1）在汽车或火车转弯处，为什么有限速的警示标志？ 为了防止汽车速度过大，在转弯处摩擦力不足以提供汽车的向心力 做离心运动滑离公路。
（2）工厂里，为什么要在砂轮的外侧加一个防护罩？ 为了防止砂轮碎裂做离心运动，对人造成伤害（3）要防止离心运动造成的伤害，我们应采取什么样的措施？ A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小 B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力探究二例题 5.雨伞半径为 R，高出地面 h，雨伞以角速度ω旋转时，雨滴从伞边缘飞出…（ ） A．沿飞出点半径方向飞出，做平抛运动。
高一物理教案：2.3《离心现象及其应用》1(粤教版必修2)
离心现象及其应用典型例题1、关于离心现象下列说法正确的是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运动答案：C2、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，说明此时的充当向心力的摩擦力恰好能够保证物体做圆周运动。
如果增大角速度ω，则需要的向心力要增大，而摩擦力不能再增大了，因此，物体就会逐渐远离圆心，B 答案正确；若减小角速度ω，则需要的向心力减小，而摩擦力也可以减小，因此，物体仍做匀速圆周运动。
D 答案正确。
选BD 。
3、一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A 和B 沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动， A 的运动半径较大，则A ．A 球的角速度必小于B 球的角速度 B ．A 球的线速度必小于B 球的线速度C ．A 球的运动周期必大于B 球的运动周期D ．A 球的筒壁的压力必大于B 球对筒壁的压力【解析】对A 或者B 进行受力分析，重力和筒壁对其的支持力的合力充当了向心力，即tan mg F θ=，向心力是相同的，A B r r >，由2v F m r=得到A B v v >，由2F m r ω=得A B ωω<，而T 与ω成反比，因此T A >T B ；答案选BC4、当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s 时，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为A ．15m/sB ．20m/sC ．25m/sD ．30m/s【解析】当v=10m/s 时，214v F mg N mg F mg m r=-=-==向心力支持力压力，得到40r m =，当汽车行驶到桥顶不受摩擦力即，汽车与桥没有相互作用力 时，重力完全充当了向心力，则2v F mg m r==向心力，得到20/v m s =。
2.4离心现象及其应用教学设计-2024-2025学年高一下学期物理粤教版(2019)必修第二册
1.离心现象是指物体在旋转过程中，由于惯性作用而远离旋转中心的运动现象。其产生条件包括：物体具有惯性，旋转系统受到外力作用，旋转系统具有足够的速度。
2.离心运动的特点包括：物体远离旋转中心运动，速度逐渐增大，加速度逐渐减小。常见实例包括：汽车的转弯、地球的自转、离心机的使用等。
3.向心力是指作用在物体上的力，使物体向旋转中心运动。离心力是指作用在物体上的力，使物体远离旋转中心运动。它们在旋转系统中相互平衡，共同维持物体的旋转运动。
3.思维发展：学生将能够培养科学思维和创新意识。通过案例分析和拓展学习，学生将能够学会运用科学方法思考问题，并能够提出新的观点和想法。
4.情感态度：学生将能够对物理学科产生更大的兴趣和热情。通过生动有趣的讲解和实践活动，学生将能够感受到物理学科的实用性和魅力，培养积极的情感态度。
5.价值观：学生将能够认识到科学知识在社会发展中的重要性。通过学习离心现象的应用，学生将能够理解科学知识在技术进步和生活中扮演的角色，培养正确的价值观。
-应用：汽车的ABS防抱死系统、离心泵的使用、离心分离技术、离心机在医学领域的应用等。
④离心现象在实际生活中的应用
-汽车的ABS防抱死系统：通过感应器检测车轮速度，计算出车轮即将抱死的情况，迅速启动防抱死系统，产生足够的向心力，使车轮保持滚动。
-离心泵的使用：通过离心力的作用，将液体从低处输送到高处。
-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。
-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。
作用与目的：
-帮助学生提前了解“离心现象及其应用”课题，为课堂学习做好准备。
高中物理粤教版必修二第二章第三节离心现象及其应用
注意：
➢离心现象是做圆周运动的物体向心力不足、 或失去向心力所致的现象；
➢离心现象的本质是惯性； ➢不存在离心力；
练习
1、下列说法正确的是 ( B )
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时， 将沿圆周半径方向离开圆心 B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时， 将沿圆周切线方向离开圆心 C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力， 维持其作圆周运动 D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
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
3、（多选）如图2-4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，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，
下列说法中，正确的是 （AD）
2.防止离心现象发生，该怎么办？
A、减小物体运动的速度或增大轨道半径，使物体作 圆周运动时所需的向心力减小
B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的 向心力
3.离心运动的防止 汽车在公路转弯处的限速
4、（多）为了防止汽车在水平路面上转弯时出 现“打滑”的现象，可以：B(C ) A、增大汽车转弯时的速度
将链球抛开 C、离心干燥器使衣物干燥 D、锤头松了，将锤柄在石头上磕几下就
可以把柄安牢
2、（单）下列关于离心现象的说法中正确的是 ( C) 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
二、离心运动的应用
离心甩干
离心抛掷 洗衣机的离心脱水 离心分离
高中物理必修二教案-2.3离心现象及其应用2-粤教版
水平面上的圆周运动的临界问题一、教材分析圆周运动的临界问题是教科版高中《物理》必修2第二章的内容。
在此之前，学生已经学习了直线运动的相关内容，和曲线运动的基本知识，自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物也为学生的认知奠定了感性基础，本节课主要是帮助学生在原有的感性基础上进一步认识圆周运动，为今后学习万有引力等知识打下基础。
二、学情分析学生基础、领会能力相对较弱。
不过学生已经学习了圆周运动、向心加速度、向心力等圆周运动的相关知识，已基本了解和掌握了圆周运动的特点和规律，对圆周运动的临界问题的学习已打下了基础。
三、学习目标1.通过学生讨论，小组合作，老师引导，让学生进一步熟练圆周运动问题的解题步骤；2.通过学生讨论，小组合作，老师讲解，达到知道临界状态的目标；3.通过学生讨论，小组合作，老师讲解，达到知道圆周运动中的临界问题，并能正确解题的目标。
四、教学重难点1.重点a.圆周运动问题的解题步骤b.水平圆周运动的临界状态c.运用所学知识解决圆周运动中的临界问题2.难点a.水平圆周运动的临界状态b. 运用所学知识解决圆周运动中的临界问题五、教学过程一．知识点总结圆周运动的向心力（1）大小: 。
（2）方向：始终沿半径指向。
（3）作用效果:产生向心加速度，只改变，不改变。
（4）来源: 。
（5）力与运动若F合=mrω2，物体做圆周运动若F合>mrω2 ,物体做近心运动若F合<mrω2，物体做离心运动二、实例分析：水平圆盘问题例1：动摩擦因数为μ的水平圆盘以角速度ω匀速转动，距转动轴的r的位置有一质量为m的小物块与圆盘相对静止，（最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）(1)物块受哪些力？(2)摩擦力的大小，方向？(3)如果增大ω，物块将做什么运动？(4)若物块与圆盘没有相对滑动，求ω的最大值ω(5)若物块与转轴之间有细绳相连(刚开始运动时绳子恰好伸直无弹力)①当转盘角速度ω1＝μg2r时，细绳的拉力T1②当转盘角速度ω2＝3μg2r时，细绳的拉力T2。
粤教版高中物理必修二《离心现象及其应用》学案-新版
2.3《离心现象及其应用》学案一、教学目标1、知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件。
2、能结合课本所分析的实际问题，知道离心运动的应用和防止。
二、重点难点重点：物体做离心运动所满足的条件。
难点：对离心运动的理解及其实例分析。
三、课前预习练1．(1)离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时，物体就会沿切线方向飞出或________圆心运动，这就是离心现象．离心现象并非受“离心力”作用的运动．(2)做圆周运动的物体所受的合外力F合指向圆心，且F合＝mv2r，物体做稳定的________________；所受的合外力F合突然增大，即F合>mv2/r时，物体就会向内侧移动，做________运动；所受的合外力F合突然减小，即F合<mv2/r时，物体就会向外侧移动，做________运动，所受的合外力F合＝0时，物体做离心运动，沿切线方向飞出．2．匀速圆周运动、离心运动、向心运动比较：着力足以提供向心力，水滴做____________，当脱水筒转速加快时，附着力不足以提供向心力，水滴做离心运动．4．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，它将做曲线运动参考答案课前预习练1．(1)远离(2)匀速圆周运动向心离心2．合外力突然消失不足以大于＝< >3．圆周运动4．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可以是它所受的某个力或几个力的合力提供的，因此，它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．。
物理粤教版2教学设计：第二章第三节 离心现象及其应用含答案
教学设计第三节离心现象及其应用整体设计离心现象及其应用是在学习了圆周运动及向心力的基础上,进一步探究、体会圆周运动的受力与运动关系。
前面一节是物体受到的力足够提供给物体做圆周运动的向心力,而使物体做圆周运动，这一节是探究、体会给物体提供指向圆心的力不足或消失时,物体的运动情况如何,从而使同学们掌握离心运动是物体失去向心力或向心力不足，而不是物体有远离圆心的力。
然后在同学们讨论与探究中了解掌握离心现象在生产和生活中的应用.教学重点离心现象的发生是因为提供给物体做圆周运动的向心力不足或消失。
教学难点离心运动不是物体有远离圆心的力，而是因为向心力不足或消失,物体由于惯性而产生的离心现象。
教学方法探究式、启发式。
课时安排1课时三维目标知识与技能1.知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件。
2。
能结合课本所分析的实际问题，知道离心运动的应用和防止.过程与方法1。
根据做圆周运动物体的速度是沿切线方向,向心力只改变速度的方向不改变速度的大小,得出物体将沿切线飞出，远离圆心.2.让同学们讨论和交流如何利用离心现象为生产和生活服务和如何防止离心运动的发生.情感态度与价值观掌握科学规律将帮助我们利用自然规律为人类服务,同时也能防止不利因素影响我们的生活。
课前准备用细绳拴着的物体、雨伞、水平转动的圆盘和乒乓球、多媒体.教学过程导入新课师牛顿第一定律中同学们知道物体由于惯性总保持匀速直线运动或静止状态直到有外力迫使它改变这种状态为止。
做圆周运动的物体速度方向是沿切线方向的,但为什么物体的速度时刻改变呢?上一节我们学习了圆周运动的向心力，知道改变物体速度的原因是物体始终受到指向圆心的向心力,因为这个向心力持续地把小球拉到圆周上来，使它们保持同圆心的距离不变，一旦向心力不足或突然消失，它还能沿原来的轨道继续做圆周运动吗？如果不能做圆周运动又将如何运动呢？请同学们先做一个理论上的预测.生根据牛顿第一定律可确定物体将远离圆心,如果向心力消失，物体将保持原有的速度沿切线飞出.推进新课一、离心现象师这位同学作了大胆的预测，是有理有据的。
2.3离心现象及其应用课件(粤教版必修2)1
c、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦
A、a、b B、a、c C、b、d B D、b、c
3、下列说法中错误的有：（
）
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
利用离心运动把附着在物 体上的水分甩掉的装置
解释：
当网笼转得比较慢时， 水滴跟物体的附着力F 足以 提供所需的向心力F 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 F，于是水 滴做离心运动，穿过网孔， 飞到网笼外面。
ν
2 F<mrω
o
F
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
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然
消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个
ห้องสมุดไป่ตู้
向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用 的缘故
２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑” D 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
υ
2 υ F<m r
F
汽车
问题二： ？
要防止离心现象发生，该怎么办？
A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动 时所需的向心力减小 B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时 所需的向心力
巩固练习：
1、下列说法正确的是 (
B
)
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消
失时，将沿圆周半径方向离开圆心
2017-2018学年高中物理粤教版必修2教学案：第二章 第
第三节离心现象及其应用1．做圆周运动的物体，由于向心力消失或减小而做逐渐远离圆心的运动，这种现象叫做离心现象。
2．离心运动的产生条件是：做圆周运动的物体，所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力。
3．利用离心现象工作的机械叫做离心机械。
一、离心现象1．概念做圆周运动的物体，逐渐远离圆心的运动叫做离心现象。
2．产生条件做圆周运动的物体，所受合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)利用离心现象工作的机械叫做离心机械。
如离心干燥器、洗衣机的脱水筒等。
(2)化学、医学、食品等工业部门和近代尖端技术中广泛应用离心分离器。
(3)离心现象有时也是有害的，此时应设法防止。
1．自主思考——判一判(1)做离心运动的物体沿半径方向远离圆心。
(×)(2)做圆周运动的物体只有突然失去向心力时才做离心运动。
(×)(3)当半径方向的合外力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时，物体沿圆周与切线之间的曲线做离心运动。
(√)(4)当半径方向的合外力大于物体做圆周运动所需的向心力时，物体将做近心运动。
(√)(5)离心运动一定是曲线运动。
(×)2．合作探究——议一议(1)如图2-3-1所示，洗衣机将衣服中的水甩干，是利用什么现象？图2-3-1提示：离心现象的应用。
(2)雨天，当你旋转自己的雨伞时，会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出，你能说出其中的原因吗？图2-3-2提示：旋转雨伞时，雨滴也随着运动起来，但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力，雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出。
1．离心运动的轨迹做离心运动的物体，其运动轨迹有两种可能：(1)若是由于合外力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力，物体的运动轨迹是逐渐远离圆心的渐开线。
(2)若是合外力突然消失，物体由于惯性将沿外力消失瞬间速度的方向做匀速直线运动。
2．离心运动的本质离心运动的本质是物体惯性的表现。
粤教版高中物理必修二-2.3 离心现象及其应用-教案设计
离心现象及其应用（一）课标要求引导学生对自然规律的探究过程中，学习物理知识、思想和研究方法。
本节课的教学通过理论联系实际，探究物理规律的本质，培养实事求是的科学态度和科学精神。
（二）教学设计思想即注重知识又注重能力，激发学生学习兴趣，培养探究能力。
本节的教学内容从生活中的实例出发，提出疑问，引发学生的探究兴趣和对离心现象的感性认识，并引导学生探究物理现象的基本规律，培养学生严谨的科学态度和科学精神。
列举生活中常见的离心现象加于强化理解，培养实际应用的能力和能辨证的看待事物、充分扬长避短科学思想。
本节教学的重点在于学生能否理解离心现象产生的条件，能否对离心现象的实例进行科学分析。
（三）教学目标1．知识与技能：（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）能结合课本所分析的实际问题，知道离心运动的应用和防止。
2．过程与方法（1）教师通过录像和多媒体演示，帮助学生分析离心运动产生的原因和可能带来的危害．（2）学生通过观察、操作来讨论研究，提高分析应用能力．3．情感态度价值观在探究物理现象的过程中，感受学习物理的乐趣，理解事物是一分为二的，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。
（四）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，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。
教学过程中，应多举些生活中常见的例子，便于学生理解。
（五）教学流程图（六）教学过程1．复习旧知识2．新课引入播放杂技水流星的录象，提出问题：问：水碗做什么运动？答：匀速圆周运动（学生已有的知识）问：什么提供水碗做匀速圆周运动的向心力？答：绳子的拉力问：不错，绳子的拉力提供了水碗做匀速圆周运动的向心力，那么大家想想：如果绳子突然断了，情况会怎么样？学生议论后回答：飞离圆周轨道。
广东省惠阳区中山中学高中物理粤教版必修二：2-3教案
惠阳中山中学高一物理备课组课时教案 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mr ω2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视频动画．课时安排：l课时平台上滴几滴墨水，平台转动较慢时，墨水能随转台做匀速圆周运动，当平台达到一定的转速时，．当圆筒开始转动，转速逐渐增大时，游客会感到自己被紧紧地压在筒壁上不能动弹．当转速增大到一定程度时，突然地板与座椅一起向下坍落，游客们大吃一惊，但他们都惊奇请回答这时人们做圆周运动所需的向心力是由什么力提供的? 人们自身所受可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一匀速转动，并达到稳定时，两球与转轴距离r A、r B保持不。
2.3离心现象及其应用 学案(含答案)
2.3离心现象及其应用学案（含答案）第三节离心现象及其应用知识目标核心素养1.知道离心现象及物体做离心运动的条件2学会判断近心.离心运动3了解离心运动的应用与防止.1.通过实例认识离心现象，初步了解离心现象在生产.生活中的应用，以及如何有效防止离心现象的发生2感受物理知识在生产.生活中的应用.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.砂轮加防护罩等判断下列说法的正误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，质量为m.此时球所受合外力F合m2r，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m2r时答案1绳子突然断裂，绳子的拉力为零，球沿切线方向飞出2绳子提供的向心力小于m2r时，球将逐渐远离圆心，做离心运动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所示图11若F合mr2或F合，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要”2若F合mr2或F合，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0F 合mr2或0F合，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，下列论述正确的是图2A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解析摩托车受重力.地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错误；摩托车正常转弯时可看做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明合力小于需要的向心力，B项正确；摩托车将在线速度方向与沿半径向外的方向之间做离心曲线运动，C.D项错误【考点】离心运动问题【题点】生活中的离心运动合力与向心力的关系对圆周运动的影响若F 合m2r，物体做匀速圆周运动若F合m2r，物体做离心运动若F合0时，物体沿切线飞出若F合m2r，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仍维持圆周运动答案C解析当绳子断了以后，小球在光滑水平面上受力平衡，由于惯性，小球沿切线方向做匀速直线运动，选项A.B.D错误，选项C正确二.离心现象的应用和防止1请简述洗衣机脱水的原理答案洗衣机脱水时，由于高速转动，水滴需要较大的向心力才能与衣服一起做圆周运动当转速足够大时，衣服已无法向水滴提供足够大的附着力作为向心力，水滴便做离心运动，离开衣服，于是衣服被脱水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，这是什么原因呢图3答案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，如果超过了车轮与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1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洗衣机脱水筒当水滴受到的物体附着力F不足以提供向心力时，即Fm2r，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fmaxm，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，水银柱做离心运动进入玻璃泡内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答案D解析物体做离心运动是因为实际所受合力小于向心力，物体沿切线方向飞出，故D正确三.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100m，一赛车与车手的总质量为100kg，轮胎与地面间的最大静摩擦力为600Ng取10m/s21若赛车的速度达到72km/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答案1不会发生侧滑224m/s解析1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Fm400N600N，所以赛车在运动过程中不会发生侧滑2由题意得车手不受座椅侧向的摩擦力，于是车手只受支持力和重力，由牛顿第二定律知mgtanm，解得v24m/s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，则转盘转动的角速度在什么范围内，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图4答案解析当A将要沿转盘背离圆心滑动时，A所受的摩擦力为最大静摩擦力，方向指向圆心，此时A做圆周运动所需的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力，即Ffmaxmr12由于B静止，故有Fmg又fmaxFNmg由式可得1当A将要沿转盘向圆心滑动时，A所受的摩擦力为最大静摩擦力，方向背离圆心，此时A做圆周运动所需的向心力为Ffmaxmr22由式可得2故要使A随转盘一起转动而不滑动，其角速度的范围为21，即.【考点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析【题点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析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图5ABCD答案B【考点】离心运动问题【题点】生活中的离心运动2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图6A增加转速B减小转速C增大塑料瓶半径D减小塑料瓶半径答案AC解析塑料瓶内湿毛巾需要的向心力Fmm2r4m2n2r，故要增强甩干效果，就要提高运动速度，即要提高需要的向心力，由以上表达式可知，可以提高转速或半径，故A.C正确，B.D错误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图7A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物体最先滑动答案AD解析三物体都未滑动时，角速度相同，设角速度为，根据向心加速度公式a2r，知C的向心加速度最大，选项A正确；三个物体受到的静摩擦力分别为fA2m2R，fBm2R，fCm22R，所以物体B受到的摩擦力最小，选项B错误；增加转速，可知C最先达到最大静摩擦力，所以C最先滑动，A.B的临界角速度相等，可知A.B一起滑动，选项C错误，D正确4汽车在水平路面上的转弯高速公路转弯处弯道圆半径R100m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数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10m/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2当速度超过vm时，将会出现什么现象答案115m/s2汽车将做离心运动，严重时将出现翻车事故解析1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fmmg，则有mmg，vm，代入数据可得vm15m/s.2当汽车的速度超过15m/s时，需要的向心力m增大，大于提供的向心力，也就是说提供的向心力不足以维持汽车做圆周运动，汽车将做离心运动，严重时将会出现翻车事故5圆周运动的临界问题如图8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倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求重力加速度为g图81绳子对物体的拉力为零时的最大角速度2当角速度为时，绳子对物体拉力的大小答案12mg解析1当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零时转速达到最大，设此时转盘转动的角速度为0，则mgm02r，得0.2当时，0，所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，Fmgm2r即Fmgmr，得Fmg.【考点】水平面内的圆周运动的动力学分析【题点】水平面内的圆周运动的动力学分析。
粤教版必修二2.3《离心现象及其应用》
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2.3 离心现象及其应用【学习目标】【知识和技能】(1)知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件， (2)结合生活中的实例，知道离心运动的应用和危害及其防止 【过程和方法】(1)通过观察实验，让学生体会在什么条件下物体做离心运动，(2)通过列举生活中离心现象，认识离心现象在生活和生产中的应用和危害 【情感、态度和价值观】(1)通过应用所学知识与方法认识自然，激发学习物理的兴趣． (2)感悟科学是人类创造发明的基础，激发学习热情． 【学习重点】物体做离心运动所满足的条件。
【知识要点】离心现象 一、定义当物体所受的合外力突然消失或者不足以提供它所需要的向心力时，物体将沿切线方向飞出或者做离圆心越来越远的曲线运动，这种运动叫做离心运动，即为离心现象.二、产生的原因向心力的作用效果是改变物体运动的方向，如果向心力突然消失时（例如用绳系住小球转，绳突然断裂则物体的速度方向不再变化，由于惯性，物体将沿此时的速度方向（即切线方向）按此时速度的大小飞出，如果提供的外力小于物体做匀速圆周运动所需要的向心力，虽然物体的速度方向还要变化，但速度方向变化较慢，因此物体偏离原来的圆周做离心运动，其轨迹为圆周和切线间的某条曲线，见图2－3－1所示.F =mr2F m ＜r2FFF =0图2－3－1同学们都有这样的体会：当你所乘的汽车急转弯时，你会不由自主地向外倾斜或向外滑去，这种情况的产生并不是受到了“离心力”的作用，而是惯性的一种表现，即发生了离心现象.三、产生条件当外界提供的向心力突然消失（比如系绳断裂）或小于做圆周运动的物体所需要的向心力时，才会发生离心现象.离心现象的应用在日常生活中，离心现象是经常发生的，离心现象对人类来说既有有利的一面，又有危害的一面，对有利的一面应加以利用，对有害的一面应设法防止.离心运动在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用，离心沉淀器就是一种利用离心现象的机械，它可以使混浊液体中密度较大的物质加速沉淀，譬如，医疗上就是利用此离心沉淀器来分离血浆的.如果人骑自行车骑得很快，在转弯的地方又没有掌握倾斜的技巧，那么，就可能由于离心运动而造成交通事故，因此，现代化的自行车赛车场，环形跑道是朝里倾斜的.【问题探究】离心现象在生产和生活中有什好处和害处？我们该怎样利用其好处，防止其带来的害处？请结合实例进行讨论.我的思路：离心现象是由于物体做曲线运动造成的，而曲线运动在生产和生活中经常可见.同学们尽可能展开丰富想象，结合实例进行讨论.比如洗衣机的脱水桶、离心分离器、炼钢或制作水泥管道技术等；不利方面如汽车和火车等交通工具在转弯时容易发生事故，运转的机器假如重心偏离轴心容易损坏机器等.【典型例题】例题1、从在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯段是半径为R 的圆弧，要使车速为v 时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ应等于---------（ ）A ．Rg v /arcsin 2B ．Rg v /arctan 2C ．Rg v /2arcsin 212 D ．Rg v arc /cot 2 答案：B精析：为使车速为v 时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，则汽车转弯时的向心力完全由汽车的重力G 和路面对它的支持力合力来提供N （如图2—13）, 即 F=Gtan θ -------------------(1)由圆周运动规律有：F=mv 2/R--------(2) 由（1）、（2）两式可得tan θ=v 2/Rg所以θ=Rg v /arctan 2，选B 。
绿色通道：同学们在平时的学习中要多注意学以致用，善于将实际问题转化为物理模型，将知识学活、学透。
例题2、同学们可能都体验过坐过山车的惊险而刺激的感受，或者亲目睹过那惊心动魄的场面。
大家知道过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如果已知圆轨道的半径为R ，不考虑摩擦等阻力。
（1）当车通过圆轨道的最高点时，如果车对轨道无任何相互作用。
求此时过山车的速度。
（2）讨论当过山车通过圆轨道最高点时速度超过或低于（1）问所求得的速度时，过山车对轨道作用力的情况（包括讨论人的适应性和安全性等方面）。
精析：我们把过山车在圆形轨道上运动的情况抽象为如图2-14所示的模型，把过山车当作质点，小球从弧形轨道上端滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道向上运动，直至最高处。
解析：（1）当小球（过山车）通过圆轨道的最高点时， 如果车对轨道无任何相互作用，则此时过山车作圆周运动的向心力完全由其自身的重力来提供，即F=G ，根据圆周运动的规律有：F=mg=mv 2/RR图2-14 N F Gθ图2-13得：V=gR（这个速度我们俗称临界速度）（2）如果过山车通过最高点时的速度大于或小于gR，则过山车对轨道就会有挤压或拉力的作用。
若V1大于gR，则由F=mv2/R可知，向心力大于重力G，即此时需要轨道对过山车以推力的作用；同理，若V2小于gR，此时的向心力小于重力G，需要轨道对过山车以拉力的作用。
所以，我们把（1）问中的速度叫临界速度。
若从人的适应性和安全性等方面来考虑，若速度等于临界速度，人处于完全失重状态，人会感到很难受；若速度小于临界速度，虽然人的失重没有那么严重，但是由于车对轨道有拉力作用，这不够安全；若速度大于临界速度，人可能会处于超重或失重状态，但是会比较安全。
所以在设计过山车时，这些都是设计者要考虑到的问题。
绿色通道：本题从生活情景立意，能帮助学生学会将实际问题抽象出物理模型，既考查了学生对圆周运动规律的掌握，也能引导学生善于观察注意生活中的物理知识，理论与实践相结合，学会用理论来解释现象，提高应用物理规律解决实际问题的能力。
激发学习兴趣等。
【规律总结】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.当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动当F= 0时，物体沿切线方向飞出当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心【当堂反馈】1.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.转速很高的砂轮半径不能做得太大C.在修筑铁路时，转弯处内轨要低于外轨D.离心水泵工作时2.一个做匀速圆周运动的物体，当F向＜mω2r时（）A.将沿切线方向匀速直线飞出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.将做平抛运动3.盛有质量为m的水的水桶以手臂为半径使之在竖直平面内做圆周运动，水随桶转到最高点需要的向心力为mω2R，则（）A.当mω2R＞mg时水就洒出来B.当mω2R＜mg时水就不洒出来C.只有当mω2R=mg时水才不洒出来D.以上结论都不对4.下列关于离心现象说法正确的是（）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5.半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体m ，如图 2－3－5所示.今给小物体一个水平初速度v 0=gR ，则物体将（）A.沿球面滑至M 点B.先沿球面滑至某点N ，再离开球面做斜下抛运动C.按半径大于R 的新圆弧轨道运动D.立即离开半圆球做平抛运动M图2－3－56.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R ，甲、乙物体质量分别为M 和m （M ＞m 它们之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L （L ＜R ）的轻绳连在一起，如图2－3－6所示.若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与转盘间不发生相对滑动，则转盘旋转角速度的最大值为（）A.mL g m M /)(-μB.ML g m M /)(-μC.ML g m M /)(+μD.mLg m M /)(+μ图2－3－67.如图2－3－7所示，细绳一端系着质量M =0.6 kg 的物体，静止于水平面上，另一端通过光滑小孔吊着质量m =0.3 kg 的物体，M 的中心与圆心距离为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转动，问ω在什么范围内m 会处于静止状态？图2－3－7【参考答案】1、答案：ABC 汽车转弯靠静摩擦力提供向心力，由F 向=m Rv 2，当v 过大时，静摩擦力不足以提供向心力，产生离心运动，故A 正确，B 、C 两个答案与A 分析方法相同，而离心水泵工作时是离心运动的应用.2、答案：C 此题中F 向＜m ω2r ，物体将做离心运动，C 正确.3、答案：D 当m ω2R ＞mg 时，桶底会对水产生压力，将向心力不足部分补齐，水不会流出，A 错误；当mg =F 向＞m ω2R 时物体将做近心运动，水会流出，B 错误；从上面分析可知流出的条件是m ω2R ≥mg ，只有D 正确.4、答案：C 向心力是从效果命名的，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=F 向＜m ω2r ，故A 错；物体做匀速圆周运动时，若突然它所受到的力都消失，根据牛顿第一定律，它从这时起将做匀速直线运动，故C 正确，B 、D 错.5、答案：D 物体线速度v 0=gR ，此时对球面无压力作用，将做平抛运动飞出.6、答案：D 如图2－3－8所示，M 受力平衡，则：T =μMg ，m 做匀速圆周运动，则用T ′+μmg =m ω2L ，由上述二式得出ω=mL g m M /)(+μ.7、答案：M 受力情况有两种可能，当ω较小时如图2－3－9甲所示；当ω较小时如图2－3－9乙所示.M MTTf f 甲乙静静图2－3－9则：⎪⎩⎪⎨⎧+-rM f mg r M f mg 2221ωω＝＝静静ω1=Mrf mg 静-=2.06.02103.0⨯-⨯=335rad/sω2=Mrf mg 静+=2.06.02103.0⨯+⨯=3155rad/s所以335rad/s ≤ω≤3155rad/s.【达标训练】1．如图A1所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一图A1起运动，物体相对桶壁静止．则（ ） A ． 物体受到4个力的作用．B ． 物体所受向心力是物体所受的重力提供的．C ． 物体所受向心力是物体所受的弹力提供的．D ．物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的．2.在一段半径为R 的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ倍,则汽车拐弯时的安全速度是（ ）3．如图A2所示，质量为m 的滑块从半径为R 的光滑固定的圆弧形轨道的A 点滑到B 点，下列说法正确的是（ ）A 、它所受的合外力的大小是恒定的B 、向心力大小逐渐增大C 、向心力逐渐减小D 、向心力不变 4.做匀速圆周运动的物体，其线速度大小为3m/s ，角速度为6rad/s ，则在0.1s 内物体通过的弧长为__________m ，半径转过的角度为_________rad ，半径是_______m 。