高考物理一轮复习知识点总结课件：第二章 第三节 离心现象及其应用

欢迎进入物理课堂 第三节离心现象及其应用 一 离心现象1 离心现象 做圆周运动的物体 在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下 就会做逐渐 圆心的运动 这种现象称为离心现象 远离 2 物体做离心运动的条件 当物体所受合外力突然消失或合外力不足以提供向心力时 物体做离心运动 3 在实际中 利用离心现象工作的机械叫做 如离心干燥 脱水 器 洗衣机的脱水筒等 离心机械 图2 3 1所示为我国链球运动员投掷链球时情景 请思考下列问题 1 运动员未松手前链球做什么运动 2 运动员松手后链球做什么运动 答案 1 圆周运动 2 离心运动 图2 3 1 二 离心现象的应用与防止1 洗衣机中的衣服跟随脱水桶在旋转 当转速较快时 衣 服里的水利用 将水抛甩出脱水桶 离心运动 2 在水平公路上行驶的汽车 转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的 如果转弯时速度过大 所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax 汽车将做 而造成交通 事故 离心运动 3 在汽车和火车转弯处 为防止离心运动造成的危害 一是限定汽车和火车的转弯速度不能太 二是把路面筑成外高 内低的斜坡以增大 大 向心力 要点1 离心运动的理解 1 离心运动的实质 物体惯性的表现做匀速圆周运动的物体 由于本身有惯性 总是想沿着圆周切线方向运动 只是由于向心力作用 使它不能沿切线方向飞出 而被限制着沿圆周运动 如果提供向心力的合外力突然消失 物体由于本身的惯性 将沿着切线方向运动 这也是牛顿第一定律的必然结果 如果提供向心力的合外力减小 使它不足以将物体限制在圆周上 物体将做半径变大的圆周运动 此时 物体逐渐远离圆心 但 远离 不能理解为 背离 做离心运动的物体并非沿半径方向飞出 而是运动半径越来越大 2 离心运动的受力特点 物体做离心运动并不是受到 离心力 作用 离心力 实际上是不存在的 而是提供的向心力太小或突然消失的缘故 3 理解离心运动的条件 1 向心力的作用效果是改变物体的运动方向 如果向心力突然消失 则物体的速度方向不再变化 由于惯性 物体将沿切线方向飞出去 它不是沿半径方向飞出 2 如果提供的向心力太小 虽然物体的速度方向仍在变化 但变化较慢 因此物体会偏离原来的圆周而做离心运动 其轨迹为圆周和切线间的某一条曲线 例1 双选 一个粗糙的水平转台以角速度 匀速转动 转台上有一质量为m的物块恰能随转台一起转动而做匀速圆周 运动 则下列说法正确的是 A 若增大角速度 物块将沿切线方向飞出B 若增大角速度 物块将沿曲线逐渐远离圆心C 若减小角速度 物块将沿曲线逐渐靠近圆心D 若减小角速度 物块仍做匀速圆周运动解析 物体恰能随转台一起转动 说明此时充当向心力的摩擦力恰好能够保证物体做圆周运动 如果增大角速度 则需要的向心力要增大 而摩擦力不能再增大了 因此 物体就会逐渐远离圆心 B答案正确 若减小角速度 则需要的向心力减小 而摩擦力也可以减小 因此 物体仍做匀速圆周运动 D答案正确 答案 BD 分析物体是做圆周运动 离心运动还是向心运动 要看外界提供的向心力与物体做圆周运动所需要的向心力的关系 1 当F m 2r时 物体做匀速圆周运动 2 当F 0时 物体沿切线方向飞出 3 当F m 2r时 物体逐渐远离圆心 4 当F m 2r时 物体逐渐靠近圆心 图2 3 2 1 下列关于离心现象的说法正确的是 C A 当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B 做匀速圆周运动的物体 当它所受的一切力都消失时 它将做背离圆心的圆周运动C 做匀速圆周运动的物体 当它所受的一切力都消失时 它将沿切线方向做直线运动D 做匀速圆周运动的物体 当它所受的一切力都消失时 它将沿切线方向做曲线运动 要点2 离心现象的应用与防止 1 应用 利用离心运动制成的离心机械 如离心干燥器 洗衣机的脱水筒等 洗衣机的脱水 当脱水桶转得比较慢时 水滴与衣服的附着力F足以提供所需的向心力 水滴做圆周运动 当脱水桶转得比较快时 附着力F不足以提供所需的向心力 于是水滴做离心运动 穿过脱水桶孔 飞到桶外 2 防止 在汽车和火车转弯处 为防止离心运动造成的危害 一是限定汽车和火车的转弯速度不能太大 二是把路面筑成外高内低的斜坡以增大向心力 在水平公路上行驶的汽车 转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的 如果转弯时速度过大 所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax 汽车将做离心运动而造成交通事故 因此 在公路弯道处 车辆行驶不允许超过规定的速度 例2 双选 洗衣机的甩干桶在转动时有一衣物附着在桶 壁上 此时 A 衣服受到重力 桶壁的弹力和摩擦力B 衣服随桶壁做圆周运动的向心力是摩擦力C 桶壁的弹力随桶的转速的增大而增大D 桶壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大解析 衣服受到重力 桶壁的弹力和摩擦力 选项A正确 衣服在弹力充当的向心力作用下做圆周运动 B错误 转速增大 向心力增大 即弹力增大 C正确 摩擦力与重力是一对平衡力 因此D错误 答案 AC 2 双选 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现 打滑 的现象 可以 BC A 增大汽车转弯时的速度B 减小汽车转弯时的速度C 增大汽车与路面间的摩擦D 减小汽车与路面间的摩擦 3 下列说法中错误的有 B A 提高洗衣机脱水筒的转速 可以使衣服甩得更干B 转动带有雨水的雨伞 水滴将沿圆周半径方向离开圆心C 为了防止发生事故 高速转动的砂轮 飞轮等不能超过允许的最大转速D 离心水泵利用了离心运动的原理 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全