2.4离心现象及其应用课件-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册（共28张ppt）

高�———粤教版—物理—第二单元 第四节-离心现象及其应用 实验： G FN F 小球受力分析： O FN与G互相平衡，所以合力为细绳的拉力F O F合 = mω2r，物体做匀速圆周运动 F 合= 0 ，物体沿切线方向飞出远离圆心 一、离心现象的定义 做圆周运动的物体，在所受向心力突然消失，或者合力不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。 二、合力与向心力的供需关系 做匀速圆周运动 当F合=F向时 供需平衡 做离心运动 当F合F向时 供大于需 练习.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛.比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线.如图所示，圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看作质点).下列论述正确的是 A.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心 B.发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力 C.若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧 D.若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间 √ 图3 三、离心运动的应用分析 雨伞转动快到一定程度时，水滴 和雨伞之间的最大附着力不足以提供 水滴所需要的向心力，水滴就会做离 心运动被甩出去。 三、离心运动的应用分析 制作棉花糖 三、离心运动的应用分析 在实验室中，常用离心分离器使 浑浊液体里不溶于液体的固体微粒快 速沉淀下来。因为固体微粒密度较大， 所以较难在液体中获得足够大的向心 力而做离心运动，快速地沉淀到试管底 部，提高沉淀效率。 四、离心运动的危害及其防止 工厂的砂轮在使用时，有可能造成材料 或砂轮破碎，使碎片飞出，甚至有可能酿成 事故，因此砂轮的外侧都需要加一个防护罩。 四、离心运动的危害及其防止 例一： 如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.225。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生侧滑所允许的最大速率vm为多大？(g＝10 m/s2) O f静 解析：在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供。设汽车质量为m，则最大静摩擦力：fm＝μmg; ① 当汽车以最大速率转弯时不发生测滑，则有μmg=m????????????????，② 得出：vm＝????????????，　 ③ 代入数据到③式中可得：vm=15 m/s。 当汽车的速度超过15 m/s时，需要的向心力m????????????大于最大静摩擦力，也就是说提供的合外力不足以维持汽车做圆周运动所需的向心力，汽车将做离心运动，严重的将会出现翻车事故 ? 高速公路设计成外高内低 FN G F合 G FN f G 地面作用力 例题二．如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴的距离为L，b与转轴的距离为2L，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A．a一定比b先开始滑动 B． 是b开始滑动的临界角速度 C．当 时，a所受摩擦力大小为 D．a、b所受的静摩擦力大小始终相等 √ 例题三.(多选)如图所示，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R.现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管里运动，小球通过最高点时的速率为v0，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ） √ √ √ 综上分析，选项D错误. 例题四．杂技演员表演“水流星”，在长为1.6m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4m/s，则下列说法正确的是（g=10m/s2）（　　） A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及 ... ...