《《離心現(xiàn)象及其應(yīng)用》課件2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《離心現(xiàn)象及其應(yīng)用》課件2.ppt（49頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,離心現(xiàn)象及其應(yīng)用,一、對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解,1.離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì) 離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象，它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn).做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，總是有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒(méi)有飛出去，是因?yàn)槭艿较蛐牧ψ饔玫木壒?,2.合外力與向心力的關(guān)系(如圖),(1)若F合=mr2或F合= ，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即 “提供”滿足“需要”. (2)若F合mr2或F合 ,物體做半徑變小的近心運(yùn)動(dòng)， 即“提供過(guò)度”，也就是“提供”大于“需要”. (3)若F合mr2或F合 ，則外力不足以將物體拉回到 原軌道上，而做離心運(yùn)動(dòng)，即“需要”大于“提供”或 “提供不足”. (4)若F合=0，則物體沿切線方向做

2、直線運(yùn)動(dòng).,(1)做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非受到離心力的作用，而是合外力不足以提供向心力的結(jié)果. (2)離心運(yùn)動(dòng)不是沿半徑方向向外遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng).,【典例1】(2011許昌高一檢測(cè))下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是( ) A.當(dāng)物體所受到的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象 B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng) C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線飛出 D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動(dòng),【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：,【標(biāo)準(zhǔn)解答】選C.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生離心現(xiàn)象的原因是F合m2r，或

3、者F合突然消失，而非物體所受到的離心力大于向心力，故A錯(cuò)誤；當(dāng)F合突然消失時(shí)，物體由于慣性沿切線飛出，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確，B、D錯(cuò)誤.,【規(guī)律方法】離心運(yùn)動(dòng)的分析技巧 (1)物體所受的合外力是否滿足物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，即“提供”是否滿足“需求”.物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力越大，物體就越容易發(fā)生離心現(xiàn)象. (2)離心現(xiàn)象是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力減小，或合力突然消失所致的現(xiàn)象，而不是離心力大于向心力(F合m2r)的緣故. (3)當(dāng)提供向心力的合力大于需要的向心力(F合m2r)時(shí)，物體將做“向心運(yùn)動(dòng)”.,【變式訓(xùn)練】(雙選)如圖，繩子的一端 固定在O點(diǎn)，另一端拴一重物在水平面 上

4、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的 是( ) A.轉(zhuǎn)速相同時(shí)，繩長(zhǎng)的容易斷 B.周期相同時(shí)，繩短的容易斷 C.線速度大小相等時(shí)，繩短的容易斷 D.線速度大小相等時(shí)，繩長(zhǎng)的容易斷,【解析】選A、C.繩子的拉力提供向心力，根據(jù)向心力公式 可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同，即角速度 (周期)相同時(shí)，F(xiàn)r，當(dāng)線速度大小相同時(shí)，F(xiàn) ，故A、 C正確，B、D錯(cuò)誤.,二、離心現(xiàn)象的應(yīng)用與防止,1.幾種常見(jiàn)離心運(yùn)動(dòng)的對(duì)比,2.離心現(xiàn)象的防止 (1)減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小. (2)增大合外力，使其達(dá)到物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力.,(3)常見(jiàn)實(shí)例 汽車在公路轉(zhuǎn)彎處限速 在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎

5、時(shí)所需要的向心力是由車輪與路面間的靜摩擦力提供的.如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F大于最大靜摩擦力fmax,汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成車體側(cè)滑，因此在公路轉(zhuǎn)彎處汽車必須限速. 轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪限速 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等，都不得超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的作用力不足以提供所需的向心力時(shí)，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，甚至釀成事故.,在分析實(shí)際的離心現(xiàn)象時(shí)，關(guān)鍵是找出提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，把實(shí)際運(yùn)動(dòng)抽象成一個(gè)理想化的圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)處理.,【典例2】(2011石家莊高一檢測(cè))(雙 選)如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、 C三個(gè)物體，質(zhì)量分別為2m、m、m，離 轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R

6、、2R，與轉(zhuǎn)臺(tái) 間的摩擦因數(shù)相同，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的 是 ( ) A若三個(gè)物體均未滑動(dòng)，C物體的向心加速度最大 B若三個(gè)物體均未滑動(dòng)，B物體受的摩擦力最大 C轉(zhuǎn)速增加，A物體比B物體先滑動(dòng) D轉(zhuǎn)速增加，C物體先滑動(dòng),【解題指導(dǎo)】三個(gè)物體均未滑動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，a=2r，靜摩擦力等于向心力；轉(zhuǎn)速增加，靜摩擦力不足以提供向心力的先滑動(dòng).,【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、D.三個(gè)物體均未滑動(dòng)時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，均為，根據(jù)a=2r知，半徑最大的向心加速度最大，A正確；三個(gè)物體均未滑動(dòng)時(shí)，靜摩擦力提供向心力， fA=2m2R，fB=m2R, fC=2m2R，B物體受的摩擦力最小，B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速增

7、加時(shí)，角速度增加，當(dāng)三個(gè)物體都剛要滑動(dòng)時(shí)，對(duì)A：2mg=2m2R，對(duì)B：mg=m2R，對(duì)C：mg=2m2R，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C的靜摩擦力提供向心力首先達(dá)到不足，C物體先滑動(dòng)，D正確；A與B要么不動(dòng)，要么一起滑動(dòng)，C錯(cuò)誤.,【變式訓(xùn)練】(2011杭州高一檢測(cè))如 圖所示是一種娛樂(lè)設(shè)施“魔盤(pán)”，而且 畫(huà)面反映的是魔盤(pán)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較大時(shí)盤(pán)中 人的情景.甲、乙、丙三位同學(xué)看了圖后發(fā)生爭(zhēng)論，甲說(shuō)：“圖畫(huà)錯(cuò)了，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力的作用，魔盤(pán)上的人應(yīng)該向中心靠攏.”乙說(shuō)：“圖畫(huà)得對(duì)，因?yàn)樾D(zhuǎn)的魔盤(pán)給人離心力，所以人向盤(pán)邊緣靠攏.”丙說(shuō)：“圖畫(huà)得對(duì)，當(dāng)盤(pán)對(duì)人的摩擦力不能滿足人做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí)，人會(huì)逐

8、漸遠(yuǎn)離圓心.”該三位同學(xué)的說(shuō)法應(yīng)是( ) A.甲正確 B.乙正確 C.丙正確 D.無(wú)法判斷,【解析】選C.向心力是按照效果命名的力，在此題的情境中，都是指人受到的摩擦力.當(dāng)魔盤(pán)轉(zhuǎn)速較小時(shí)，人做圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)摩擦力提供向心力；當(dāng)魔盤(pán)轉(zhuǎn)速較大時(shí)，摩擦力不能滿足人做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，人做離心運(yùn)動(dòng)，此時(shí)人并未受到離心力的作用.故C正確.,【變式備選】某游樂(lè)場(chǎng)里的賽車場(chǎng)地為圓形，半徑為100 m，一賽車和乘客的總質(zhì)量為100 kg，輪胎與地面間的最大靜摩擦力為600 N. (1)若賽車的速度達(dá)到72 km/h，這輛車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑？ (2)若將場(chǎng)地建成外高內(nèi)低的圓形，且傾角為30，賽車的速度

9、多大時(shí)，司機(jī)感覺(jué)不到自己有相對(duì)車的側(cè)向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).,【解析】(1)賽車在場(chǎng)地上做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由靜摩擦力 提供.賽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力為F= =400 N 600 N,所以賽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生側(cè)滑. (2)由題意得司機(jī)不受座椅側(cè)向的摩擦力，于是賽車只受支 持力和重力，由牛頓第二定律知mgtan= 解得v= =24 m/s 答案：(1)不會(huì)側(cè)滑 (2)24 m/s,【典例】在質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)飛輪上固定著一個(gè)質(zhì)量為m的重物，重物到轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的距離為r，如圖所示，為了使放在地面上的電動(dòng)機(jī)不會(huì)跳起，電動(dòng)機(jī)飛輪的角速度不能超過(guò) ( ),A. B. C. D. 【解題指導(dǎo)】電動(dòng)機(jī)恰能離開(kāi)地面的條件

10、是重物對(duì)電動(dòng)機(jī) 的作用力恰等于其重力，重物運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)最易 離開(kāi)地面.,【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A.當(dāng)重物運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定 律對(duì)重物有F+mg=m2r 對(duì)電動(dòng)機(jī)有F=Mg 其中F與F為作用力和反作用力，故F=F 解得飛輪的角速度= ，故A正確.,對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的條件理解不清造成錯(cuò)誤,關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是( ) A.物體突然受到離心力的作用，將做離心運(yùn)動(dòng) B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)提供向心力的合外力突然變大時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng) C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，只要提供向心力的合外力的數(shù)值發(fā)生變化，就將做離心運(yùn)動(dòng) D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)提供向心力的合外力突然消失或變小時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng),

11、【正確解答】選D.物體做什么運(yùn)動(dòng)取決于物體所受合外力與物體所需向心力的關(guān)系，只有當(dāng)提供的向心力小于所需要的向心力時(shí)，物體做離心運(yùn)動(dòng)，所以做離心運(yùn)動(dòng)的物體并沒(méi)有受到所謂的離心力的作用，離心力沒(méi)有施力物體，所以離心力不存在.由以上分析可知D正確.,【易錯(cuò)分析】本題易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因具體分析如下：,1.公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前，車內(nèi)廣播“乘客們請(qǐng)注意，前方車輛轉(zhuǎn)彎，請(qǐng)拉好扶手.”這樣可以防止乘客( ) A.突然向前傾倒 B.突然向后傾倒 C.因汽車轉(zhuǎn)彎而向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒 D.因汽車轉(zhuǎn)彎而向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒 【解析】選C.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)乘客因做圓周運(yùn)動(dòng)而需要向心力，而合外力不足以提供乘客做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，

12、做離心運(yùn)動(dòng)，乘客向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒.屬于離心現(xiàn)象，C正確.,2.如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊，在細(xì)線的拉力作用下，沿較大的光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)線突然斷裂時(shí)物塊( ) A.將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.將做靠近圓心的曲線運(yùn)動(dòng) C.將做遠(yuǎn)離圓心的曲線運(yùn)動(dòng) D.沿?cái)嗔褧r(shí)細(xì)線的方向向外勻速飛出,【解析】選A.據(jù)題意，細(xì)線斷裂后，物塊所受合力為零，將沿速度的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.,3.在水平圓盤(pán)上分別放甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量分別為m、2m、3m的物體，其軌道半徑分別為r、2r、3r(如圖所示)，三個(gè)物體的最大靜摩擦力皆為所受重力的k倍，當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度由小緩慢增大，相對(duì)圓盤(pán)

13、首先滑動(dòng)的是( ),A.甲物體 B.乙物體 C.丙物體 D.三個(gè)物體同時(shí)滑動(dòng) 【解析】選C.物體隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力提供向心力.當(dāng)角速度增大時(shí)，需提供的向心力增加，靜摩擦力增加；當(dāng)需要的向心力增加到最大靜摩擦力及超過(guò)最大靜摩擦力時(shí)，靜摩擦力將無(wú)法滿足圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，于是物體相對(duì)盤(pán)滑動(dòng)，產(chǎn)生離心現(xiàn)象.首先注意到三個(gè)物體角速度相同，在未滑動(dòng)前比較三者靜摩擦力的大小關(guān)系.根據(jù)牛頓定律：,f甲ma甲=m2r f乙2ma乙=2m22r=4m2r f丙=3ma丙3m23r=9m2r 即：f甲f乙f丙149 再比較三個(gè)物體的最大靜摩擦力的關(guān)系： f甲0kmg f乙0k2mg f丙0k3mg

14、則Ff甲0Ff乙0Ff丙0123 比較、兩式可知丙先達(dá)到最大靜摩擦力，首先滑動(dòng)，故C選項(xiàng)是正確的.,4(2011廈門(mén)高一檢測(cè))幾個(gè)同學(xué)交流對(duì)一些生活中常見(jiàn)的離心現(xiàn)象的認(rèn)識(shí).甲說(shuō)，“洗衣機(jī)甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)做離心運(yùn)動(dòng).” 乙說(shuō)，“鐵軌在彎道處內(nèi)側(cè)鋪得比外側(cè)高，原來(lái)就是要防止火車做離心運(yùn)動(dòng).”丙說(shuō)，“我們坐公共汽車在急速轉(zhuǎn)彎時(shí)，要是受到的向心力不夠時(shí)會(huì)擠壓車廂.” 丁說(shuō)，“我在游樂(lè)園里玩的“飛椅”轉(zhuǎn)得越快，就會(huì)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，這也是利用了離心現(xiàn)象.”他們中間有一個(gè)同學(xué)說(shuō)法有誤，是( ) A.甲 B.乙 C.丙 D .丁,【解析】選B.洗衣機(jī)甩干衣服是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)做離心運(yùn)

15、動(dòng)，甲正確；鐵軌在彎道處外側(cè)鋪得比內(nèi)側(cè)高，以防止火車做離心運(yùn)動(dòng)，乙錯(cuò)誤；公共汽車在急速轉(zhuǎn)彎時(shí)，要是受到的向心力不足而做離心運(yùn)動(dòng)，會(huì)擠壓車廂，丙正確；游樂(lè)園里玩的“飛椅”轉(zhuǎn)得越快，會(huì)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，丁正確.,5.洗衣機(jī)的脫水筒采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ( ) A脫水過(guò)程中，衣物是緊貼筒壁的 B水會(huì)從桶中甩出是因?yàn)樗问艿较蛐牧艽蟮木壒?C加大脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好 D靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好,【解析】選B.洗衣機(jī)的脫水筒脫水時(shí)，筒內(nèi)的衣物做離心運(yùn)動(dòng)，會(huì)緊貼在筒壁上，故A正確；衣物中的水也做離心運(yùn)動(dòng)，將會(huì)從筒壁上的小孔中甩出，但不是因?yàn)樗问艿降南蛐牧艽?，故B不正確；加快脫水筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，離心現(xiàn)象會(huì)更加明顯，衣物脫水效果會(huì)更好，故C正確；靠近中心的衣物由于做離心運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象沒(méi)有四周的衣物現(xiàn)象明顯，因此沒(méi)有四周的衣物脫水效果好，故D正確.,Thank you!,