粤教版高中物理必修2第2章第3节 离心现象及其应用-课文知识点解析
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教学设计第三节离心现象及其应用整体设计离心现象及其应用是在学习了圆周运动及向心力的基础上,进一步探究、体会圆周运动的受力与运动关系。
前面一节是物体受到的力足够提供给物体做圆周运动的向心力,而使物体做圆周运动,这一节是探究、体会给物体提供指向圆心的力不足或消失时,物体的运动情况如何,从而使同学们掌握离心运动是物体失去向心力或向心力不足,而不是物体有远离圆心的力。
然后在同学们讨论与探究中了解掌握离心现象在生产和生活中的应用.教学重点离心现象的发生是因为提供给物体做圆周运动的向心力不足或消失。
教学难点离心运动不是物体有远离圆心的力,而是因为向心力不足或消失,物体由于惯性而产生的离心现象。
教学方法探究式、启发式。
课时安排1课时三维目标知识与技能1.知道什么是离心现象,知道物体做离心运动的条件。
2。
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.过程与方法1。
根据做圆周运动物体的速度是沿切线方向,向心力只改变速度的方向不改变速度的大小,得出物体将沿切线飞出,远离圆心.2.让同学们讨论和交流如何利用离心现象为生产和生活服务和如何防止离心运动的发生.情感态度与价值观掌握科学规律将帮助我们利用自然规律为人类服务,同时也能防止不利因素影响我们的生活。
课前准备用细绳拴着的物体、雨伞、水平转动的圆盘和乒乓球、多媒体.教学过程导入新课师牛顿第一定律中同学们知道物体由于惯性总保持匀速直线运动或静止状态直到有外力迫使它改变这种状态为止。
做圆周运动的物体速度方向是沿切线方向的,但为什么物体的速度时刻改变呢?上一节我们学习了圆周运动的向心力,知道改变物体速度的原因是物体始终受到指向圆心的向心力,因为这个向心力持续地把小球拉到圆周上来,使它们保持同圆心的距离不变,一旦向心力不足或突然消失,它还能沿原来的轨道继续做圆周运动吗?如果不能做圆周运动又将如何运动呢?请同学们先做一个理论上的预测.生根据牛顿第一定律可确定物体将远离圆心,如果向心力消失,物体将保持原有的速度沿切线飞出.推进新课一、离心现象师这位同学作了大胆的预测,是有理有据的。
第三节离心现象及其应用知识梳理一、离心现象1.定义做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,物体就会做逐渐远离圆心的运动,这种现象称为离心现象.2.离心现象的本质:是物体惯性的体现.如图2-3-1所示:图2-3-1二、离心现象的应用在日常生活中,离心现象是经常发生的,离心现象对人类来说既有有利的一面,又有危害的一面,对有利的一面应加以利用,对有害的一面应设法防止.知识导学1.向心力的作用效果是改变物体的运动方向,如果它们受到的合外力恰好等于物体所需的向心力,物体就做匀速圆周运动.此时,F=mrω2.2.如果向心力突然消失(例如小球转动时绳子突然断裂),则物体的速度方向不再变化,由于惯性,物体将沿此时的速度方向(即切线方向)按此时的速度大小飞出,这时F=0.3.如果提供的外力小于物体做匀速圆周运动所需的向心力,虽然物体的速度方向还要变化,但速度方向变化较慢,因此物体偏离原来的圆周做离心运动.其轨迹为圆周和切线间的某条线,如图2-3-1所示.这时,F<mrω2.疑难突破1.对离心现象产生原因的认识剖析:离心运动并非沿半径方向飞出的运动,而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动.物体做离心运动并不是受到了什么所谓的“离心力”的作用,根本就没有离心力这种力,因为没有任何物体提供这种力.产生离心运动的根本原因是由于物体的惯性.同学们都有这样的体会:当你所乘的汽车急转弯时,你会不由自主地向外倾斜或向外滑去,这种情况的产生并不是受到了“离心力”的作用,而是惯性的一种表现,即发生了离心现象.2.关于离心运动问题的注意事项剖析:(1)圆周运动所需要的向心力越大,即物体的质量越大,速度越大,角速度(转速)越大,半径越小时,物体就越容易发生离心现象.(2)要注意离心现象是做圆周运动的物体向心力不足或失去向心力所致的现象,绝不可以错误地认为离心现象是离心力(不存在离心力)大于向心力的缘故.明确原因才能正确利用离心现象有效防止离心现象.(3)当提供向心力的合外力大于需要的向心力(F>mv2/r)时,物体做“近心运动”.。
第3节 离心现象及其应用进行新课1、离心现象(1)物体做离心运动的条件做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞去的倾向,它之所以没有飞去是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来,使物体同圆心的距离保持不变。
一旦向心力突然消失,物体就沿切线方向飞去,离圆心越来越远。
如用细绳拉着在光滑水平面做匀速圆周运动的小球,如果细绳突然断了,小球就沿切线方向飞去;用旋转的砂轮磨制刀具时,原来做匀速圆周的砂轮微粒,磨落后将沿切线飞去。
【课件展示】旋转的砂轮磨制刀具除了向心力突然消失外,在合外力F 不足以提供物体做圆周运动所需的向心力,即供需双方不能满足需要时,物体将偏离原来运动的圆轨道。
当F <mr ω2时,物体将沿切线和圆周之间的某条曲线运动,离圆心越来越远,如图所示。
如在旋转的平台上滴几滴墨水,平台转动较慢时,墨水能随转台做匀速圆周运动,当平台达到一定的转速时,墨水滴将做逐渐远离圆心的运动。
物体做离心运动的条件是:合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力。
(2) 离心运动做匀速圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或者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,这种运动叫做离心运动。
2、离心运动的应用和防止(1)离心运动的应用①离心干燥器演示:把一块湿布放在离心干燥器的金属网笼里,网笼转得比较慢时,水滴跟物体的附着力F 足以提供所需的向心力,使水滴做圆周运动。
当网笼转得比较快时,附着力F 不足以提供所需的向心力时,水滴就做离心运动,穿过网孔,飞到网笼外面。
洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。
②离心沉淀器F体温计盛水银的玻璃泡上方有一段非常细的缩口,测定体温后,升到缩口上方的水银柱因受缩口的阻力不能自动缩回玻璃泡内,在医院里将许多用过的体温计装入水袋内放在离心机上,转动离心机,可把水银柱甩回到玻璃泡内。
当离心机转得比较慢时,缩口的阻力F 足以提供所需的向心力,缩口上方的水银柱做圆周运动;当离心机转得很快时,阻力F不足以提供所需的向心力,水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。
离心现象及其应用-课文知识点解析
离心现象 一、定义
当物体所受的合外力突然消失或者不足以提供它所需要的向心力时,物体将沿切线方向飞出或者做离圆心越来越远的曲线运动,这种运动叫做离心运动,即为离心现象. 二、产生的原因
向心力的作用效果是改变物体运动的方向,如果向心力突然消失时(例如用绳系住小球转,绳突然断裂),则物体的速度方向不再变化,由于惯性,物体将沿此时的速度方向(即切线方向)按此时速度的大小飞出,如果提供的外力小于物体做匀速圆周运动所需要的向心力,虽然物体的速度方向还要变化,但速度方向变化较慢,因此物体偏离原来的圆周做离心运动,其轨迹为圆周和切线间的某条曲线,见图2-3-1所示.
F=m r
2F m <r
2F F
F =0
图2-3-1 同学们都有这样的体会:当你所乘的汽车急转弯时,你会不由自主地向外倾斜或向外滑去,这种情况的产生并不是受到了“离心力”的作用,而是惯性的一种表现,即发生了离心现象. 三、产生条件
当外界提供的向心力突然消失(比如系绳断裂)或小于做圆周运动的物体所需要的向心力时,才会发生离心现象. 离心现象的应用
在日常生活中,离心现象是经常发生的,离心现象对人类来说既有有利的一面,又有危害的一面,对有利的一面应加以利用,对有害的一面应设法防止.
离心运动在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用,离心沉淀器就是一种利用离心现象的机械,它可以使混浊液体中密度较大的物质加速沉淀,譬如,医疗上就是利用此离心沉淀器来分离血浆的.
如果人骑自行车骑得很快,在转弯的地方又没有掌握倾斜的技巧,那么,就可能由于离心运动而造成交通事故,因此,现代化的自行车赛车场,环形跑道是朝里倾斜的. 讨论与交流
1.在汽车或火车拐弯时,可看作圆周运动,比如汽车转弯时所需要的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的,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,因此在弯道处必须限速.
2.高速转动的砂轮、飞轮等,都不得超过允许的最大转速,如果转速过高,砂轮、飞轮内部分子间的作用力不足以提供所需的向心力时,离心运动会使它们破裂,甚至酿成事故.
3.减小转弯时的速度……
全析提示
物体做离心运动并不是受到了什么所谓的“离心力”的作用,产生离心运动的根本原则是由于物体的惯性. 要点提炼
离心运动并非沿半径方向飞出的运动,而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动.
思维拓展
如果做匀速圆周运动的物体所受的合外力大于它做圆周运动所需的向心力,那么,物体就会逐渐靠近圆心.
在解释有关离心现象时要从离心现象产生的条件中去寻找突破口.。