離心現(xiàn)象其應(yīng)用課件

§5.7離心現(xiàn)象

及其應(yīng)用一、什么是離心運(yùn)動？一、什么是離心運(yùn)動？

做勻速圓周運(yùn)動的物體，在所受的合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動所需要的向心力的情況下，物體所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動叫做離心運(yùn)動。小結(jié)：1、離心運(yùn)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)是物體慣性的表現(xiàn)3、作離心運(yùn)動的條件：做勻速圓周運(yùn)動的物體合外力突然消失或不足以

提供所需的向心力。二、離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止1.離心運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例

利用離心運(yùn)動的機(jī)械叫做離心機(jī)械。⑴離心干燥器⑵洗衣機(jī)的脫水筒⑶用離心機(jī)分離溶液中的沉淀物把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)⑴汽車、火車拐彎時(shí)的限速⑵高速旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇、砂輪的限速離心運(yùn)動有時(shí)會造成危害，需要設(shè)法防止，汽車轉(zhuǎn)彎的地方不允許超過規(guī)定的速度，以免由于離心運(yùn)動造成交通事故。高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪，都不得超過允許的最大轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速過高，砂輪、飛輪內(nèi)部的相互作用力小于需要的向心力，離心運(yùn)動會使它們破裂，甚至釀成事故。飛機(jī)俯沖拉起時(shí)，由于離心運(yùn)動會造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，這種現(xiàn)象叫做過荷。過荷太大時(shí)，飛行員會暫時(shí)失明，甚至?xí)炟?，飛行員可以通過加強(qiáng)訓(xùn)練來提高自己的抗荷能力。圖11－21是離心試驗(yàn)器的原理圖，它用來研究過荷對人體的影響，測驗(yàn)人的抗荷能力。2.離心運(yùn)動的防止實(shí)例【例1】汽車沿半徑為R=100m的圓跑道勻速行駛，設(shè)跑道的路面是水平的，路面作用于車的最大靜摩擦力是車重的0.10倍，要使汽車不至于沖出圓跑道，車速最大不能超過多少？【解析】如果不考慮汽車行駛時(shí)所受的阻力，那么汽車在圓跑道勻速行駛時(shí)，輪胎所受的靜摩擦力F（方向指向圓心）提供向心力。車速越大，所需向心力也越大，則靜摩擦力F也越大，但本題中的向心力不可能超過路面作用于車的最大靜摩擦力Fm，車重的0.10。設(shè)車速的最大值為vm，則得：

汽車沿半徑為R的圓跑道勻速行駛時(shí)的速率不能超過Vm

，不然會沖出圓跑道，因?yàn)檫@時(shí)最大靜摩擦力不足以提供汽車做圓周運(yùn)動所需的向心力，汽車就脫離原來的圓跑道做離心運(yùn)動了。

三、例題

例2、一輛汽車m=2.0×103kg在水平公路上行駛，經(jīng)過半徑r=50m的彎路時(shí)，如果車速度v=72km/h，這輛汽車會不會發(fā)生事故？已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力fm=1.4×104N。解：這輛汽車經(jīng)過彎路時(shí)所需向心力

據(jù)題意，最大靜摩擦力只為1.4×104N，所以汽車會發(fā)生事故【例3】如圖所示，把兩個(gè)完全相同的甲、乙兩物體放在水平轉(zhuǎn)盤上，甲離轉(zhuǎn)盤中心近些，當(dāng)逐漸增大轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速時(shí)，哪個(gè)先滑離原來的位置？為什么？

甲乙【解析】物體能否發(fā)生相對滑動，在于物體所需要的向心力是否達(dá)到了轉(zhuǎn)臺和物體之間的最大靜摩擦力，超過了就會發(fā)生相對滑動。乙先滑離原來的位置。原來它沒有滑離而繞轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動，是因?yàn)槲矬w與轉(zhuǎn)盤間的靜摩擦力F靜提供物體繞軸做勻速圓周運(yùn)動所需向心力，使它產(chǎn)生向心加速度。根據(jù)Fm=μ0FN，由于甲乙兩物體重量相等，兩處接觸面情況相同（即μ0相同），因此兩個(gè)物體與盤間最大靜摩擦力相等。由根據(jù)向心力公式，F(xiàn)n=mω2R，向心力Fn跟角速度ω2成正比，所以隨著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，物體所需向心力也逐漸增大，當(dāng)物體所需要的向心力超過最大靜摩擦力F靜時(shí)，物體就會滑動，由于甲乙處在同一轉(zhuǎn)盤上，角速度相同。但乙的半徑大，它所需要的向心力比甲大，所以當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，乙先滑離原先位置。1．以下說法中正確的是[]A．在絕對光滑的水平冰面上，汽車可以轉(zhuǎn)彎B．火車轉(zhuǎn)彎速率小于規(guī)定的數(shù)值時(shí)，外軌受的壓力會增大C．飛機(jī)在空中沿半徑為R的水平圓周旋轉(zhuǎn)時(shí)，飛機(jī)的翅膀一定處于傾斜狀態(tài)D．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的向心力是司機(jī)轉(zhuǎn)動方向盤所提供的力C達(dá)標(biāo)檢測2、市內(nèi)公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前，車內(nèi)廣播中就要播放錄音：“乘客們請注意，前面車輛轉(zhuǎn)彎，請拉好扶手”，這樣可以（）

A、提醒包括座著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向前傾倒

B、提醒包括座著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向后傾倒

C、主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒

D、主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒C3、關(guān)于離心運(yùn)動，下列說法中正確的是（）

A、物體突然受到向心力的作用，將做離心運(yùn)動

B、做勻速圓周運(yùn)動的物體，在外界提供的向心力突然變大時(shí)將做離心運(yùn)動

C、做勻速圓周運(yùn)動的物體，只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，就將做離心運(yùn)動

D、做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或變小時(shí)將做離心運(yùn)動D課堂小結(jié)1、做圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)合外力消失時(shí)，它就以這一時(shí)刻的線速度沿切線方向飛去。2、做離心運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)是做半徑越來越大的運(yùn)動或沿切線方向飛出的運(yùn)動，它不是沿半徑方向飛出。3、做離心運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的“離心力”作用，因?yàn)闆]有任何物體提供這種力（不管是以是什么方式命名的力，只要是真實(shí)存在的，一定有施力物體）。

4、離心運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征是逐漸遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動，動力學(xué)特征是合外力消失或不足以提供所需要的向心力。

5、有效地應(yīng)用和防止離心運(yùn)動為生產(chǎn)生活服務(wù)。謝謝合作離心機(jī)械利用離心運(yùn)動的機(jī)械叫做離心機(jī)械。離心機(jī)械的種類很多，下面介紹兩種常見的離心機(jī)械：離心干燥器和離心轉(zhuǎn)速計(jì)。

離心轉(zhuǎn)速計(jì)是用來測量機(jī)器轉(zhuǎn)速的一種儀器，它的構(gòu)造如圖11－20所示。在轉(zhuǎn)速計(jì)的轉(zhuǎn)軸OO＇上的E處安裝著一根輕的金屬棒，棒的兩端有兩個(gè)重球m1和m2，金屬棒可以繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動。彈簧L1和L2用來把金屬棒拉向轉(zhuǎn)軸?；譑可以沿轉(zhuǎn)軸上下移動。把轉(zhuǎn)速計(jì)的轉(zhuǎn)軸OO＇跟機(jī)器的轉(zhuǎn)軸連接在一起，當(dāng)機(jī)器的軸轉(zhuǎn)動時(shí)，OO＇隨著轉(zhuǎn)動，重球m1和m2跟著做圓周運(yùn)動，