高中物理必修2离心现象及其应用2
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离心现象及其应用-探讨典型例题【例1】物体做离心运动时,运动轨迹( ) A.一定是直线 B.一定是曲线C.可能是直线也可能是曲线D.可能是一个圆解析:离心运动即物体沿切线或切线和圆周之间的曲线远离圆心的运动,因此其轨迹可能为直线也可能为曲线,物体做离心运动时,不再是沿着圆周运动,因为其半径必须增大,C 对.【例2】如图2-3-2所示,质量为m 的小球P 与穿过光滑水平板中央小孔O 的轻绳相连,用力拉着绳子另一端使P 在水平板内绕O 做半径为a 、角速度为ω1的匀速圆周运动,求:(1)此时P 的速率多大?(2)若将绳子从这个状态迅速放松,后又拉直使P 绕O 做半径为b 的圆周运动,从放松到拉直这段过程经过了多长时间?(3)P 做半径为b 的圆周运动的角速度ω2为多大?图2-3-2解析:(1)P 点速度大小v 1=ω1r =ω1a(2)绳子放松后,小球保持v 1速度沿切线AB 做匀速直线运动,从图2-3-3中可看出放松到拉直这段位移x =22a b -其间所用时间t =1v x =aa b 122ω-(3)拉直时,v 1分解成切向速度v 2和法向速度v 3,小球将以速度v 2做半径为b 的匀速圆周运动,而法向速度v 3损失减小到零.v 3所以:v 2=v 1cos θ,而在所以:v 2=ba v 1 规律发现远离圆心并且是沿切线方向或某一曲线离心圆心,根本原因是物体所受的外力不能满足物体做圆周运动,而其轨迹形状则要看其受力情况.绳子放松到重新拉紧期间,小球不受拉力,向心力突然消失,沿切线做离心运动,到B 点绳子重新拉紧,小球会改变线速度做半径为b 的圆周运动.ω2b =ba·ω1a ω2=22ba ω1.。
离心现象及其应用2
教学目标
知识目标:
1、知道离心运动及其产生的原因.
2、知道离心现象的一些应用和可能带来的危害.
能力目标:
1、培养学生应用理论知识解决实际问题的能力
情感目标
1、培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯.
教学建议
教材分析
教材首先分析了离心现象发生的条件和离心运动的定义,接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害,充分体现了学以致用的思想.
教法建议
学习离心运动的概念时,通过充分讨论,让学生明确几点:
第一:做圆周运动的物体,一旦失去向心力或向心力不足,都不能再满足把物体约束在原来的圆周上运动的条件,这时会出现物体远离圆心而去的现象.第二:可补充加上提供的向心力F大于物体所需向心力时,(),表现为向心的趋势(离圆心越来越近)这对学生全面理解“外力必须等于时,物体才可做匀速圆周运动”有好处.
第三:离心运动是物体具有惯性的表现,而不是物体受到“离心力”作用的结果.有些学生可能提出,“离心力”的问题,教师可以说明那是在另一参照系(非惯性系)中引入的概念,在中学阶段不予研究.
关于离心运动的应用和防止,可引导同学讨论完成.
教学设计方案
离心现象及其应用
教学重点:离心运动产生的条件
教学主要设计:
一、离心运动
(一)讨论:在光滑水平面上,用细绳系一个小球,使其在桌面上做匀速圆周运动.若细绳突然断了,小球将如何运动?若拉绳的力变小了,小球如何运动?若拉绳的力变大了,小球如何运动?
(二)展示“魔盘”娱乐设施的动画资料
讨论:“魔盘”上的人所需向心力由什么力提供?为什么转速一定时,有的人能随之一块做圆周运动,而有的人逐渐向边缘滑去?
(三)用提供的力与需要的向心力的关系角度解释上述现象,得到离心运动的条件和概念.(配合课件1)
二、离心运动的应用和防止:
可提出一些问题让学生讨论解决:如:
(1)洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴,在脱水筒工作时,水滴需要的向心力由什么决定?提供的向心力由什么决定?什么情况下,水滴将被甩出?
(2)在公路转弯处,为什么车辆行驶不允许超过规定的速度?
(3)为什么砂轮、飞轮等都不得超过允许的最大转速?等等
探究活动
观察并思考:
1、汽车、自行车等在水平面上转弯时,为什么速度不能过大?
2、滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿势,并分析其受力情况?
教学主要设计:
一、离心运动
(一)讨论:在光滑水平面上,用细绳系一个小球,使其在桌面上做匀速圆周运动.若细绳突然断了,小球将如何运动?若拉绳的力变小了,小球如何运动?若拉绳的力变大了,小球如何运动?
(二)展示“魔盘”娱乐设施的动画资料
讨论:“魔盘”上的人所需向心力由什么力提供?为什么转速一定时,有的人能随之一块做圆周运动,而有的人逐渐向边缘滑去?
(三)用提供的力与需要的向心力的关系角度解释上述现象,得到离心运动的条件和概念.(配合课件1)
二、离心运动的应用和防止:
可提出一些问题让学生讨论解决:如:
(1)洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴,在脱水筒工作时,水滴需要的向心力由什么决定?提供的向心力由什么决定?什么情况下,水滴将被甩出?
(2)在公路转弯处,为什么车辆行驶不允许超过规定的速度?
(3)为什么砂轮、飞轮等都不得超过允许的最大转速?等等
探究活动
观察并思考:
1、汽车、自行车等在水平面上转弯时,为什么速度不能过大?
2、滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿势,并分析其受力情况?。