高中物理第二章圆周运动3离心现象及其应用课件粤教版必修2-46张 46页

第三节　 离心现象及其应用 一、 离心现象 1. 定义 : 做圆周运动的物体在所受合力突然消失或 ___ _____ 提供做圆周运动所需的向心力的情况下 , 物体做逐 渐 _________ 的运动的现象。 2. 条件 : 合力突然 _____ 或合力不足以提供向心力。 不 足以 远离圆心 消失 【 思考辨析 】 (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。 ( 　　 ) 提示 : (1)× 。没有离心力这种说法。 (2)× 。当合外力为零时 , 物体沿切线方向飞出做直线运动 , 当合外力不足时 , 物体运动的半径变大 , 仍做曲线运动。 (3) √ 。离心运动是合外力为零或合外力不足以提供向心力时物体的运动 , 也是物体惯性的表现 , 并非是在离心力作用下的运动。 二、离心运动的应用和防止 1. 应用 : 离心分离器、 ___________ 、洗衣机的脱 水筒。 2. 防止 : 如车辆转弯时要 _____ 。 离心干燥器 限速 【 生活链接 】 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 ? 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。 一　离心运动的分析 【 典例 】 ( 多选 ) 如图甲所示 , 在光滑水平转台上放一木块 A, 用细绳的一端系住木块 A, 另一端穿过转台中心的光滑小孔 O 悬挂另一木块 B 。当转台以角速度 ω 匀速转动时 ,A 恰能随转台一起做匀速圆周运动 , 图乙为其俯视图。则 ( 　　 ) A. 当转台的角速度变为 1.5ω 时 , 木块 A 将沿图乙中的 a 方向运动 B. 当转台的角速度变为 1.5ω 时 , 木块 A 将沿图乙中的 b 方向运动 C. 当转台的角速度变为 0.5ω 时 , 木块 A 将沿图乙中的 b 方向运动 D. 当转台的角速度变为 0.5ω 时 , 木块 A 将沿图乙中的 c 方向运动 【 解析 】 选 B 、 D 。木块 A 以角速度 ω 做匀速圆周运动时的向心力由木块 B 提供 , 大小等于木块 B 的重力 , 而木块 B 的重力不变 , 所以转台角速度增大时 , 木块 A 需要的向心力大于 B 的重力 ,A 做离心运动 , 故 B 正确 ; 转台角速度减小时 , 木块 A 需要的向心力小于木块 B 所受的重力 , 故 D 正确。 【 核心归纳 】 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惯性的表现 , 并不是受到了“离心力”的作用。 2. 合外力与向心力的关系 : 做离心运动的物体并非受到离心力的作用 , 而是合外力不足以提供向心力的结果。具体来看合外力与向心力的关系如图所示 : (1) 若 F 合 =mrω 2 或 , 物体做匀速圆周运动 , 即 “提供”满足“需要”。 (2) 若 F 合 >mrω 2 或 , 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 F B , 烧断细线后 , 细线上拉力 T 消失 , 对 A 有 f max mω 2 r B , 物体 B 随盘一起转动 , 选项 D 正确。其他选项均错。 2.( 多选 ) 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 , 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 Pb 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 【 解析 】 选 A 、 B 。若拉力突然消失 , 小球将沿切线运动 ,A 正确 ; 若拉力变小 , 小球将沿 Pb 做离心运动 ,B 正确、 D 错误。若拉力变大 , 小球将沿 Pc 做近心运动 ,C 错误。 【 补偿训练 】 ( 多选 ) 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 【 解析 】 选 B 、 C 。汽车在水平路面上转弯时 , 其向心力 由静摩擦力提供 , 即 , 如要防止“打滑”现象 , 应采取的措施是 : 增大汽车与路面间的摩擦或减小汽车 转弯时的速度。 二　离心现象的应用 考查角度 1 常见的离心现象的应用 【 典例 1】 ( 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。如图是某同学用塑料瓶和电动机等自制的脱水实验原理图 , 但实验中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 【 解析 】 选 A 、 C 。转筒中物体需要的向心力为 :F= mω 2 r=m4π 2 n 2 r, 故要增加甩干效果 , 就要提高离心运动速度 , 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。 【 核心归纳 】 三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 当水滴受到物体的附着力 F 不足以提供向心力时 , 即 F