离心现象及其应用 教学设计1 粤教必修

一、教学目标

知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件。

能结合课本所分析的实际问题，知道离心运动的应用和防止。

二、教学重点

物体做离心运动所满足的条件。

三、教学难点

对离心运动的理解及其实例的分析

四、教学过程

做匀速圆周运动的物体，它所受的合力恰提供了它所需要的向心力，如果提供它的 外力消失或不足，则由于物体本身的惯性，物体将沿圆周的切线方向飞出或逐渐远离圆心，出现了物体远离圆心的运动。

（一）离心运动

1.离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，物体所做的逐渐远离圆心的运动叫做离心运动。

⑴ 离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象。

⑵ 离心现象的本质是物体惯性的表现

⑶ 离心的条件：做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力。

【演示】在离心机的水平转台上放一个物体，当转台的转速较小时，物体随转台一起做圆周运动，随着转台转速增加，当转速增加到某一值时，物体所受的最大静摩擦力已不足以提供所需的向心力，物块做离心运动。

2. 对离心运动的进一步理解

⑴ 做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞去。

⑵ 做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出。

⑶ 做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力（不管是以是什么方式命名的力，只要是真实存在的，一定有施力物体）。

⑷ 离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心运动，动力学特征是合外力消失或不足以提供所需要的向心力。

（二）离心运动的应用和防止

1. 离心运动的应用实例

⑴ 离心干燥器

⑵ 洗衣机的脱水筒

⑶ 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内

2. 离心运动的防止实例

⑴ 汽车拐弯时的限速

⑵ 高速旋转的飞轮、砂轮的限速

【例1】汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的最大静摩擦力是车重的0.10倍，要使汽车不至于冲出圆跑道，车速最大不能超过多少？

汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶时的速率不能超过，不然会冲出圆跑道，因为这时最大静摩擦力不足以提供汽车做圆周运动所需的向心力，汽车就脱离原来的圆跑道做离心运动了。

【例2】如图5-7-1所示，把两个完全相同的甲、乙两物体放在水平转盘上，甲离转盘中心近些，当逐渐增大转盘的转速时，哪个先滑离原来的位置？为什么？

【小结】圆周运动的物体，所受的合外力F突然消失或不足以提供所需的向心力时，物体就会做离心运动。

【作业】略