魯科版必修2 4.4 離心運動 課件(25張）.pptVIP

4 4離心運動 我們小時候大都喜歡吃棉花糖 而且當(dāng)時一定非常奇怪 為什么一顆一顆的白砂糖 經(jīng)過機器一轉(zhuǎn) 就變成又松又軟的 棉花 不斷向外 飛出 呢 思考 離心運動 做圓周運動的物體 在所受的合力突然消失或者不足以提供做 不計 圓周運動所需的向心力的情況下 物體所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動叫做離心運動 1 認(rèn)識離心運動 離心的條件 做圓周運動的物體合外力消失或不足以提供所需的向心力 離心運動的特點 1 做圓周運動的質(zhì)點 當(dāng)f合 0時 它就以這一時刻的線速度沿切線方向飛出去 2 當(dāng)f合 f向時做半徑越來越大的運動 它不是沿圓周切線方向飛出 3 做離心運動的質(zhì)點不存在所謂的 離心力 作用 因為沒有任何物體提供這種力 4 離心運動的本質(zhì)是由于慣性 例1 物體做勻速圓周運動時 向心力突然消失 則下列說法正確的是 a 物體將繼續(xù)在原來的圓周上運動b 物體將沿著圓周的切線方向飛出去c 物體將沿著切線和圓周運動之間的某一條曲線向遠(yuǎn)離圓心的方向運動d 以上說法都不對 b 離心機械 離心運動的應(yīng)用 離心干燥器的金屬網(wǎng)籠 利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉的裝置 o f mr 2 f v 工作原理 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時 水滴跟物體的附著力f 足以提供所需的向心力f 使水滴做圓周運動 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時 附著力f不足以提供所需的向心力f 于是水滴做離心運動 穿過網(wǎng)孔 飛到網(wǎng)籠外面 洗衣機甩桶 工作原理 當(dāng)脫水筒快速轉(zhuǎn)動時 脫水筒內(nèi)衣物與水之間的附著力如果小于水做勻速圓周運動所需要的向心力 水就會與衣物分離 甩出脫水筒 離心水泵 水泵內(nèi)有一個旋轉(zhuǎn)地葉輪 葉輪高速旋轉(zhuǎn)時帶動葉片間的水一起轉(zhuǎn)動并將水甩出出水管口 同時在葉輪中心附近形成一個低壓區(qū) 在大氣壓的作用下 水沿著進(jìn)水管進(jìn)入泵體 用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi) 當(dāng)離心機轉(zhuǎn)得比較慢時 縮口的阻力f足以提供所需的向心力 縮口上方的水銀柱做圓周運動 當(dāng)離心機轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時 阻力f不足以提供所需的向心力 水銀柱做離心運動而進(jìn)入玻璃泡內(nèi) 要使原來做圓周運動的物體做離心運動 可采取哪些措施 a 提高轉(zhuǎn)速 使所需向心力增大到大于物體所受合外力 b 減小合外力或使其消失 思考 制作 棉花 糖的原理 其內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒相似 里面加入白砂糖 加熱使糖熔化成糖汁 內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn) 黏稠的糖汁就做離心運動 從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去 成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒 并迅速冷卻凝固 變得纖細(xì)雪白 像一團(tuán)團(tuán)棉花 離心運動的危害及其防止 v f 汽車 在水平公路上行駛的汽車 轉(zhuǎn)彎時所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的 如果轉(zhuǎn)彎時速度過大 所需向心力f大于最大靜摩擦力fmax 汽車將做離心運動而造成交通事故 因此 在公路彎道處 車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度 過荷 飛機攀高或翻飛旋轉(zhuǎn)時 會造成飛行員瞬間大腦缺血 四肢沉重的現(xiàn)象 可以通過離心機來研究 測試 訓(xùn)練人體的抗荷能力 要防止離心現(xiàn)象發(fā)生 該采取哪些措施呢 a 減小物體運動的速度 使物體做圓周運動時所需的向心力減小 b 增大合外力 使其達(dá)到物體做圓周運動時所需的向心力 思考 a 做勻速圓周運動的物體 在所受合外力突然消失時 將沿圓周半徑方向離開圓心 b 做勻速圓周運動的物體 在所受合外力突然消失時 將沿圓周切線方向離開圓心 c 做勻速圓周運動的物體 它自己會產(chǎn)生一個向心力 維持其做圓周運動 d 做離心運動的物體 是因為受到離心力作用的緣故 例2下列說法正確的是 b 1 為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn) 打滑 的現(xiàn)象 可以 a 增大汽車轉(zhuǎn)彎時的速度b 減小汽車轉(zhuǎn)彎時的速度c 增大汽車與路面間的摩擦d 減小汽車與路面間的摩擦a a bb a cc b dd b c d 2 下列說法中錯誤的有 a 提高洗衣機脫水筒的轉(zhuǎn)速 可以使衣服甩得更干b 轉(zhuǎn)動帶有雨水的雨傘 水滴將沿圓周半徑方向離開圓心c 為了防止發(fā)生事故 高速轉(zhuǎn)動的砂輪 飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速d 離心水泵利用了離心運動的原理 b 3 質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿p插在桌面上 桿上端套有一個質(zhì)量為m的小球 今使小球在水平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運動 角速度為 如圖所示 則桿的上端受到的作用力大小是 a b c d 不能確定 c 4 如圖所示 半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動 小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上 它與圓筒的摩擦因數(shù)為 為使a不下落 圓筒轉(zhuǎn)動的角速度至少為 a b c d d 5 如圖所示 在圓柱形房屋天花板中心o點懸掛一根長為l的細(xì)繩 繩的下端掛一個質(zhì)量為m的小球 已知繩能承受的最大拉力為2mg 小球在水平面內(nèi)做圓周運動 當(dāng)速度逐漸增大到繩斷裂后 小球恰好以速度v2 落到墻角邊 求 1 繩斷裂瞬間小球的速度v1 2 圓柱形房屋的高度h和半徑r 解析 繩斷裂前小球做圓錐擺運動 繩斷裂后小球沿切線方向做平拋運動 直到落地 小球做平拋運動的過程滿足機械能守恒定律 1 繩斷前瞬間小球受力如圖所示 由于tm 2mg cos mg tm 1 2 60 f合 mgtan60 mv21 r r l sin 解得v1 2 小球從拋出到落地 根據(jù)機械能守恒定律mv21 mgh1 mv22 式中h1為繩斷裂時小球距地面的高度由上式解得h1 設(shè)繩斷裂時小球距天花板的高度為h2 則h2 lcos60 故房屋的高度h h1 h2 繩斷裂后小球沿圓周的切線方向做平拋運動 設(shè)小球從拋出至落地的水平射程為x 如圖所示 x v1t h1 gt2 r 解得r 3l 一 什么是離心運動 1 離心運動是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象 2 離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的體現(xiàn) 不存在所謂的 離心力 3 做離心運動的條件 做圓周運動的物體合外力消失或不足