2019-2020年高中物理 第4章 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 第4講 離心運(yùn)動(dòng)學(xué)案 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 第4章 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 第4講 離心運(yùn)動(dòng)學(xué)案 魯科版必修2目標(biāo)定位1.通過(guò)生活現(xiàn)象了解什么是離心運(yùn)動(dòng).2.知道物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件.3.通過(guò)實(shí)例分析了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用與防止 一、離心運(yùn)動(dòng)1定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在受到的合外力突然消失或者_(dá)提供圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力的情況下，將_圓心運(yùn)動(dòng)，這樣的運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)2產(chǎn)生條件：合外力_或者_(dá)提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力想一想當(dāng)向心力突然消失時(shí)，物體為什么沿切線方向遠(yuǎn)離圓心？二、離心機(jī)械有_、離心鑄造、_、離心水泵等三、離心運(yùn)動(dòng)的危害及其防止1危害：(1)飛機(jī)攀高或_時(shí)，離心運(yùn)動(dòng)造成飛行員過(guò)荷(2)汽車在_(尤其在下雨天)時(shí)沖出車道而發(fā)生側(cè)翻事故2防止：(1)減小物體運(yùn)動(dòng)的_，使物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小(2)增大_，使其達(dá)到物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力想一想在汽車或火車拐彎處，為什么有限速的警示標(biāo)志？一、對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解1離心現(xiàn)象(1)若所受合力突然消失，物體沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng)(2)若所受合力不足，物體在圓周與切線之間做逐漸遠(yuǎn)離圓心的曲線運(yùn)動(dòng)2F合與F大小關(guān)系的比較做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非受到離心力的作用，而是合力不足以提供向心力的結(jié)果具體來(lái)看合力與向心力的關(guān)系如圖1所示：圖1(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，物體做離心運(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直線運(yùn)動(dòng)特別提醒(1)離心運(yùn)動(dòng)不是物體沿半徑方向飛出，而是物體沿切線或沿圓與切線之間的某一曲線運(yùn)動(dòng)(2)離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是慣性，而不是物體受到了“離心力”的作用例1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)，它將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)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)借題發(fā)揮1.當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力不足以提供向心力時(shí)，物體將做離心運(yùn)動(dòng)2做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非沿半徑方向飛出，離心運(yùn)動(dòng)中“遠(yuǎn)離最快”的方向是沿切線方向飛出針對(duì)訓(xùn)練1下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說(shuō)法正確的是()A水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出B水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出C水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出D水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出二、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用1常見(jiàn)幾種離心運(yùn)動(dòng)對(duì)比圖示項(xiàng) 目實(shí)物圖原理圖現(xiàn)象及結(jié)論洗衣機(jī)脫水筒當(dāng)水滴跟物體的附著力F不足以提供向心力時(shí)，即Fm2r，水滴做離心運(yùn)動(dòng)汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎當(dāng)最大靜摩擦力不足以提供向心力時(shí)，即fmaxm，汽車做離心運(yùn)動(dòng)用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀甩回玻璃泡中當(dāng)離心機(jī)快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，縮口處對(duì)水銀柱的阻力不足以提供向心力時(shí)，水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入玻璃泡內(nèi)2.離心運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析思路(1)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，確定提供給物體向心力的合力F合(2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)，計(jì)算物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力Fm2rm.(3)比較F合與F的關(guān)系，確定物體運(yùn)動(dòng)的情況特別提醒在分析實(shí)際的離心現(xiàn)象時(shí)，關(guān)鍵是找出向心力，抓住現(xiàn)象的本質(zhì)，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)處理例2如圖2所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，則兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是()圖2A兩物體均沿切線方向滑動(dòng)B兩物體均沿半徑方向滑動(dòng)，離圓盤圓心越來(lái)越遠(yuǎn)C兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)D物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體A發(fā)生滑動(dòng)，離圓盤圓心越來(lái)越遠(yuǎn)針對(duì)訓(xùn)練2如圖3所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開(kāi)始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說(shuō)法正確的是()圖3Ab一定比a先開(kāi)始滑動(dòng)B. a、b所受的摩擦力始終相等C 是b開(kāi)始滑動(dòng)的臨界角速度D當(dāng) 時(shí)，a所受摩擦力的大小為kmg離心現(xiàn)象1關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A物體一直不受外力作用時(shí)，可能做離心運(yùn)動(dòng)B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在外界提供的向心力突然變大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)離心現(xiàn)象的應(yīng)用和防止2關(guān)于離心現(xiàn)象，下列說(shuō)法不正確的是()A脫水筒、離心分離器是利用離心現(xiàn)象工作的B限制速度、加防護(hù)罩可以防止離心現(xiàn)象造成的危害C做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然增大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)D做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)合外力消失時(shí)，它將沿切線做勻速直線運(yùn)動(dòng)3如圖4是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過(guò)此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)對(duì)于摩托車滑動(dòng)的問(wèn)題，下列論述正確的是()圖4A摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C摩托車將沿其線速度的方向與半徑向外的方向之間做離心運(yùn)動(dòng)D摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去臨界問(wèn)題分析4如圖5所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R0.5 m，離水平地面的高度H0.8 m，物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小s0.4 m設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g10 m/s2.求：圖5(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0；(2)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù).答案精析第4講離心運(yùn)動(dòng)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.不足以遠(yuǎn)離2突然消失不足以想一想當(dāng)向心力突然消失時(shí)，物體由于慣性保持原來(lái)的切線方向速度不變，因此物體沿切線方向遠(yuǎn)離圓心二、離心分離器洗衣機(jī)脫水筒三、1.(1)翻飛旋轉(zhuǎn)(2)轉(zhuǎn)彎2(1)速度(2)合外力想一想在汽車或火車拐彎處，當(dāng)機(jī)車速度超過(guò)限速時(shí)會(huì)出現(xiàn)離心現(xiàn)象而導(dǎo)致車禍發(fā)生課堂講義例1C針對(duì)訓(xùn)練1D例2DA、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，A、B所受摩擦力都達(dá)到最大靜摩擦力fmax，A、B受力情況如圖A、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，物體A需要的向心力FAfmaxTm2rA，物體B需要的向心力FBfmaxTm2rB，因此FAFB，燒斷細(xì)線后，細(xì)線上拉力T消失，對(duì)A有fmaxm2rA，物體A做離心運(yùn)動(dòng)；對(duì)B有fmaxm2rB物體B隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確其他選項(xiàng)均錯(cuò)針對(duì)訓(xùn)練2AC對(duì)點(diǎn)練習(xí)1D2.C3.BC4(1)1 m/s(2)0.2解析(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有Hgt2水平方向有sv0t聯(lián)立兩式得v0s1 m/s(2)物塊離開(kāi)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有mgm聯(lián)立得0.2