2020沪科版高中物理必修二2.4研究离心现象及其应用教案

§2.4研究离心现象及其应用【教学目标】知识与技能方面：离心现象及其产生的原因；过程与方法方面：将生活实例转换为物理问题进行分析研究；情感、态度与价值观方面：了解并体会物理学对经济和社会发展的贡献。

【教学重点】（1）离心现象的概念；（2）离心现象的应用与防止；【教学难点】实际问题中离心现象的分析【知识梳理】1、离心现象：做运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做的运动。

2、离心运动的本质是由于物体具有，物体做圆周运动时总有沿方向飞离的倾向。

3、做匀速圆周运动的物体所受指向圆心的合力改变时，运动的路径也将改变；当所受的向心力突然，或所受到的指向圆心的合外力所需向心力时，物体将沿着圆周的切线方向或者沿着某一曲线飞离圆周，这时候出现了离心现象。

4、离心现象在生活、生产和科技中有广泛的应用：水泥涵管的制造，，，等都是根据离心现象工作的；在家庭里洗衣机甩干衣物利用把衣物里水甩出去；在实验室、医院里，常用将不同密度的物质分离开来。

5、离心现象有时会给人们带来不利的方面：出现交通事故，在高速公路的弯道处，要对车辆，高速旋转的砂轮或飞轮破裂，碎片飞出造成事故，所以要对转动的物体。

【合作探究】1、做离心运动的物体，总是沿着切线方向飞出吗？2、离心运动的本质是什么？3、汽车转弯时，速度越大越容易快速转过，还是适当的速度更容易转过去？【小试身手】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．可能是圆2、下列关于离心现象的说法正确的是( )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突然消失时,它将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做曲线运动3、如图1所示,匀速转动的水平圆盘上在离转轴某一距离处放一滑块,该滑块恰能跟随圆盘做匀速圆周运动而不产生相对滑动,则在改变下列何种条件的情况下,滑块仍能与圆盘保持相对静止( )A.增大圆盘转动的角速度B.增大滑块到转轴的距离C.增大滑块的质量mD.改变上述任一条件的情况下都不可能使滑块与圆盘保持相对静止【课后达标】1、下列关于匀速圆周运动的说法中,正确的是（）A.因为向心加速度大小不变,故是匀变速运动B.由于向心加速度的方向变化,故是变加速运动C.用线系着的物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,线断后,物体受到离心力作用,而背离圆心运动D.向心力和离心力一定是一对作用力和反作用力2、洗衣机的甩干筒（竖直放置）在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时（）A.衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力C.筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大D.筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大3、有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,下列说法正确的是( )A.游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁B.游客处于失重状态C.游客受到的摩擦力等于重力D.随着转速的增大游客有沿筒壁向上滑动的趋势4、如图3所示,一根长0.1 m的细线,一端系着一个质量为0.18 kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动.现使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间,线的拉力比开始时大40 N.(重力加速度g=10 m/s2)求:(1)线断开前的瞬间,线的拉力大小;(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度大小;(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边的夹角为60°,桌面高出地面0.8 m,求小球飞出后的落地点垂直到桌边的水平距离.【自我反思】2、4答案【小试身手】1、选C.做圆周运动的物体,若合外力的向心(垂直于速度方向)分力变得不足以提供做某个圆周运动所需的向心力时,物体将有轨道变大的趋势,即有做远离原圆心的曲线运动的趋势.若合外力根本没有向心分量时,物体将有沿切线飞出后做直线运动的趋势;所以,运动可能是直线也可能是曲线,但轨道不可能是小圆.2、【解析】选C.向心力是根据效果命名的.做匀速圆周运动的物体所需要的向心力,是它所受的某个力或几个力的合力提供的,但并不受离心力的作用.它之所以产生离心现象是由于F合=F向<mω2r,故A错.物体在做匀速圆周运动时,若它所受到的力都突然消失,根据牛顿第一定律,它从这时起做匀速直线运动.故C正确,B、D错.3、【解析】选C.用ω、r分别表示圆盘转动的角速度和滑块到转轴的距离,圆盘对滑块的最大静摩擦力 f m=μmg ①滑块跟随圆盘的转动做匀速圆周运动,恰不发生相对滑动时,应有mω2r=f m. ②联立①②两式得:ω2r=μg ③由③式可知,滑块质量的大小不影响滑块是否能相对圆盘滑动,但若增大ω或r,一定会使ω2r>μg,滑块会做离心运动而相对圆盘滑动.因此,正确选项为C.【课后达标】1、【解析】选B.匀速圆周运动的向心加速度大小不变,方向时刻在变,是变加速运动,故A错误,B正确;在惯性参考系中,没有“离心力”这个概念,故C、D均不正确.2、【解析】选A、C.衣物附在筒壁上时，受重力、弹力和摩擦力，弹力提供向心力，由N=m ω2r及ω=2πn知,转速n增大，弹力增大，重力和摩擦力平衡，故A、C正确，B、D错误.3、【解析】选C.游客随圆筒做圆周运动,当地板塌落后,游客仍能紧贴器壁而不落下去,此时筒壁对游客有两个力作用,即弹力和摩擦力,弹力提供向心力,摩擦力与重力平衡,所以筒壁对游客的作用力方向斜向上,故只有C正确.4、【解析】(1)设开始时角速度为ω0,线的拉力为F0,线断开的瞬间,角速度为ω,线的拉力是F.线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力,。

2.4 研究离心现象及其应用教研中心教学指导一、课标要求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。

3。

培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。

4.培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯。

二、教学建议1。

关于合外力与向心力关系的讨论在教材中，讲了合外力突然消失（F=0）或者不足以提供向心力（F＜mrω2）的情况下,物体做离心运动，建议再加上F＞mrω2的情况，即物体所受的力大于所需的向心力时，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mrω2时，物体才可做匀速圆周运动”有好处。

2.关于“离心力”问题教材在讲离心现象时,回避了“离心力”的概念.然而在有些科普读物或技术书籍中，把离心现象归结为物体受“离心力"作用的结果。

这里的“离心力"是指转动坐标系(非惯性系)中物体所受的“惯性离心力”。

有些中学生可能提出“离心力"的问题,教师可以说明那是在另一参考系中引入的概念，在中学阶段不予研究.做好有关实验除了教材介绍的离心干燥器和离心转速计外，建议再做一些有趣的小实验.例如：把一个小试管装满水，在水中放一些密度大于水的物质颗粒（例如把绿色塑料导线剪成细细的一小段，这些颗粒就带上了色彩），再在水中放一些密度小于水的物质颗粒（最好也是带色的，例如红色的蜡烛颗粒），这时，我们可以看见：红色的蜡烛颗粒浮在水上，而绿色的塑料导线小段则沉于水底。

然后，用塞子塞住试管口,将试管水平放置，系好绳子,我们顺着某一方向将绳绞紧,松手后，试管将反向旋转.这时，我们看见一个有趣的现象：密度大于水的绿色颗粒向两边分开，而密度小于水的红色颗粒向中间靠拢（如图).这个结果可这样解释：小颗粒在水中受了周围水的合压力，这个合压力恰等于与小颗粒同体积的水滴做圆周运动所需的向心力。

对密度较水小的红色蜡烛颗粒而言，这个合压力大于它做圆周运动所需的向心力，使红色蜡烛颗粒表现为向心的倾向；反之，对密度较大的绿色导线小段而言，水的合压力小于它做圆周运动所需的向心力，因而使绿色颗粒表现为离心的倾向。

离心现象及其应用教学教案第一章：离心现象的引入1.1 教学目标了解离心现象的定义和产生条件掌握离心现象在日常生活中和工业中的应用培养学生的观察能力和思考能力1.2 教学内容离心现象的定义和产生条件离心现象在日常生活中的应用实例离心现象在工业中的应用实例1.3 教学方法采用问题导入法，引导学生思考离心现象的产生原因和应用场景通过图片和视频资料，展示离心现象在日常生活中的应用实例通过案例分析，让学生了解离心现象在工业中的应用实例1.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象的定义和产生条件的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心现象应用的思考和发现第二章：离心现象的原理2.1 教学目标掌握离心现象的原理和数学描述理解离心力与向心力的关系培养学生的数学思维能力2.2 教学内容离心现象的原理和数学描述离心力与向心力的关系离心现象的数学计算方法2.3 教学方法通过示例和数学推导，让学生理解离心现象的原理和数学描述采用问题解决法，引导学生思考离心力与向心力的关系通过练习题，巩固学生对离心现象数学计算方法的理解2.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象原理和数学描述的理解程度习题练习，评估学生对离心力与向心力的关系的掌握程度第三章：离心现象在日常生活中的应用3.1 教学目标了解离心现象在日常生活中的应用实例掌握离心泵、洗衣机和果汁机等设备的原理和工作方式培养学生的实际应用能力3.2 教学内容离心泵的原理和工作方式洗衣机的离心干燥原理果汁机的离心分离原理3.3 教学方法通过图片和实物展示，让学生了解离心现象在日常生活中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心泵、洗衣机和果汁机等设备的原理和工作方式进行小实验，让学生亲身体验离心现象的应用3.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在日常生活中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心泵、洗衣机和果汁机等设备原理和工作方式的认识第四章：离心现象在工业中的应用4.1 教学目标了解离心现象在工业中的应用实例掌握离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理培养学生的工业应用能力4.2 教学内容离心分离的原理和应用离心压缩的原理和应用离心干燥的原理和应用4.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在工业中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理进行小实验，让学生亲身体验离心现象在工业中的应用4.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在工业中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理和应用的认识第五章：离心现象的综合应用5.1 教学目标了解离心现象在不同领域的综合应用掌握离心现象在不同行业中的具体应用实例培养学生的综合应用能力5.2 教学内容离心现象在交通工程中的应用离心现象在环境工程中的应用离心现象在生物工程中的应用5.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在不同领域的综合应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心现象在不同行业中的具体应用实例进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象综合应用的认识和思考5.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在不同领域综合应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心现象在不同行业中具体应用实例的认识第六章：离心现象在航天工程中的应用6.1 教学目标了解离心现象在航天工程中的重要应用掌握离心训练、离心模拟等关键技术培养学生的创新意识和科学精神6.2 教学内容离心现象在航天工程中的应用实例离心训练的原理和应用离心模拟在航天器设计中的作用6.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在航天工程中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心训练、离心模拟等关键技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在航天工程中应用的认识和思考6.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在航天工程中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心训练、离心模拟等关键技术的认识第七章：离心现象在医疗领域的应用7.1 教学目标了解离心现象在医疗领域的重要应用掌握离心分离、离心诊断等关键技术培养学生的关爱生命、关注健康的意识7.2 教学内容离心现象在医疗领域中的应用实例离心分离在血液学中的应用离心诊断在临床检验中的作用7.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在医疗领域中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心分离、离心诊断等关键技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在医疗领域中应用的认识和思考7.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在医疗领域中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心分离、离心诊断等关键技术的认识第八章：离心现象在材料科学中的应用8.1 教学目标了解离心现象在材料科学中的重要应用掌握离心力对材料结构和性能的影响培养学生的创新意识和实践能力8.2 教学内容离心现象在材料科学中的应用实例离心力对材料结构和性能的影响离心技术在材料制备和处理中的应用8.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在材料科学中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心力对材料结构和性能的影响进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在材料科学中应用的认识和思考8.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在材料科学中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心力对材料结构和性能的影响的认识第九章：离心现象在环境保护中的应用9.1 教学目标了解离心现象在环境保护中的重要应用掌握离心分离、离心净化等关键技术培养学生的环保意识和可持续发展观念9.2 教学内容离心现象在环境保护中的应用实例离心分离在废水处理中的应用离心净化在空气污染控制中的作用9.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在环境保护中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心分离、离心净化等关键技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在环境保护中应用的认识和思考9.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在环境保护中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心分离、离心净化等关键技术的认识第十章：离心现象的拓展研究10.1 教学目标了解离心现象在其他领域的拓展应用掌握离心现象在其他领域的具体应用实例培养学生的创新意识和科学精神10.2 教学内容离心现象在其他领域的拓展应用实例离心现象在其他领域的具体应用技术离心现象在未来的发展趋势10.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在其他领域的拓展应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心现象在其他领域的具体应用技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在其他领域中应用的认识和思考10.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在其他领域拓展应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心现象在其他领域具体应用技术的认识重点和难点解析第一章：离心现象的引入重点和难点解析：离心现象的定义和产生条件是本章节的核心内容，需要通过实例和实际操作来帮助学生理解。

研究离心现象及其应用-例题思考1.做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力的作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动，当产生向心力的合外力消失时，物体便沿着所在位置的切线方向飞出.当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力时，即合外力不足以提供所需的向心力时，物体沿切线与圆周之间的一条曲线运动.【例1】如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动.若小球运动到P 点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是A.若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动思路：该题反映了物体做离心运动的几种情况.当拉力变小后，小球既会由于拉力不足以提供向心力而做离心运动，同时又由于细线还有拉力而改变运动方向，所以将沿切线和圆周之间的某一方向飞出，即沿轨迹Pb做离心运动；在拉力突然变大后，由于所施加的拉力大于所需的向心力，而将会把物体向内拉动，偏离了圆周，而向圆心的一侧运动，即沿轨迹Pc运动；若拉力突然消失，小球将由于惯性沿轨迹Pa做离心运动.答案：A2.物体是做离心运动还是做圆周运动取决于物体所受到的合外力与物体做圆周运动所需的向心力之间的关系.即如果质量为m的物体，沿半径为r的圆周以速度v做圆周运动，则要做该圆周运动需要m这么大的向心力，所以物体所受到的实际的合外力能否满足，就是物体是做离心运动还是圆周运动的条件.如果受到的力恰能提供这么大的力，物体就做圆周运动，如果受到的力不足以提供这么大的力，物体就做离心运动.当所受到的力完全消失，即合外力等于零时，物体处于平衡状态，做匀速直线运动.还有，当实际物体受到的力大于做该圆周运动所需的向心力时，物体同样不会做圆周运动，只不过此时不是背离圆心运动，而是向圆周的内侧运动了.【例2】在一个水平转台上放有A、B、C三个物体，它们跟台面间的动摩擦因数相同.A的质量为2m，B、C的质量均为m.A、B离转轴均为r，C为2r.则A.若A、B、C三个物体随转台一起转动未发生滑动，A、C的向心加速度比B大B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动，B所受的静摩擦力最小C.当转台转速增加时，C最先发生滑动D.当转台转速继续增加时，A比B先滑动思路：A、B、C三个物体随转台一起转动时，它们的角速度都等于转台的角速度，设为ω.根据向心加速度的公式a n=ω2r，已知r A=r B＜r C，所以三物体向心加速度的大小关系为a A=a B＜a C.A错误.三个物体随转台一起转动时，由转台的静摩擦力提供向心力，即f=F n=mω2r，所以三物体受到的静摩擦力的大小分别为f A=m Aω2r A=2mω2rf B=m Bω2r B=mω2rf C=m Cω2r C=mω2·2r=2mω2r即物体B所受静摩擦力最小，B正确.由于转台对物体的静摩擦力有一个最大值，设相互间动摩擦因数为μ，静摩擦力的最大值可认为是f m=μmg.由f m=F n，即μmg=mω2mr，得，不发生滑动的最大角速度为ωm＝即离转台中心越远的物体，使它不发生滑动时转台的最大角速度越小.由于r C＞r A=r B，所以当转台的转速逐渐增加时，物体C最先发生滑动.转速继续增加时，物体A、B将同时发生滑动.C正确，D错误.答案：BC【例3】右图是一全自动洗衣机中的脱水桶，脱水桶的直径为38 cm，脱水桶工作时的转速为820 r/min，脱水桶工作时衣服所具有的向心加速度大小为多大？是重力加速度的几倍？为什么脱水桶能使衣服脱水？解析：脱水桶工作时衣服紧靠脱水桶壁，衣服与脱水桶一起做匀速圆周运动.衣服所具有的向心加速度为1401 m/s2，是重力加速度的143倍.由此可见，一个水滴需要的向心力，大约是其自身重力的143倍，衣服不可能提供给水滴这样大的向心力，于是水与衣服就分离了，并从桶壁的小孔中飞出去.点评：该题是和实际生活联系密切的一道题.它通过量的角度具体阐述了物体为什么做离心运动.也能很好地使同学们明白，做圆周运动时，实际提供的力和运动所需的力之间的关系不是从物理学的原理上来解释，而是从数值上，让同学们计算做圆周运动所需的向心力，而实际上衣服不可能提供水滴这么大的力，自然水滴就做离心运动了.。

学案5研究离心现象及其应用[学习目标定位] 1.了解生活中的离心现象.2.理解离心现象产生的原因.3.知道离心现象的危害和应用．一、离心现象1．定义：做圆周运动的物体，在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动的现象．2．本质：离心运动的本质是由于物体具有惯性．物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势．3．条件：所需的向心力突然消失，或所受到的指向圆心的合外力小于所需向心力时．二、离心现象的应用与防止1．应用：制造水泥涵管，离心式水泵，离心式真空泵，离心分离器、洗衣机甩干衣物等．2．危害及防止：车辆转变时易出现交通事故，弯道处，要对车辆限定速度．高速旋转的砂轮或飞轮破裂，会因碎片飞出造成事故，所以要对转动的物体限定速度.一、生活中的离心现象[问题设计]1．刚洗完的衣服内含有很多的水，我们把它放入洗衣机的甩干筒中，开启电动机，衣服上的水很快被甩没了．甩干筒工作时，转速高时容易甩干衣服还是转速低时容易甩干衣服？答案转速高时．2．在电视上或生活中常见这样的现象：在公路转弯处，如果汽车车速过快，汽车容易冲出道路，造成事故，尤其在下雪天，更容易发生这种事故．在汽车冲出道路时是驶向弯道的内侧还是外侧？发生这种现象时有“离心力”作用在汽车上吗？答案外侧．发生这种现象时，汽车受到重力和地面对它的摩擦力作用，没有“离心力”作用．[要点提炼]1．离心现象：物体逐渐远离圆心的现象．2．离心现象的本质：物体具有惯性，物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势．二、为什么会产生离心现象、离心现象的应用[问题设计]设质量为m的物体，沿半径为R的圆周做匀速圆周运动，线速度为v，运动中受到指向圆心的外力的合力为F，如图1所示．图1(1)如果合外力F恰好等于向心力，即F＝F向心，物体将怎样运动？(2)如果运动中合外力F突然消失，即F＝0，物体将怎样运动？(3)假设运动中合外力F减小了，即F<F向心，以致它不足以提供做线速度为v、半径为R的圆周运动所需的向心力，你能推测出物体的运动轨迹吗？答案(1)物体做匀速圆周运动．(2)物体沿切线方向做匀速直线运动．(3)物体做曲线运动，离圆心的距离越来越远．[要点提炼]1．离心运动的原因：合力突然消失或不足以提供所需的向心力，而不是物体又受到了“离心力”．2．合力与向心力的关系对圆周运动的影响若F合＝mω2R，物体做匀速圆周运动．若F合<mω2R，物体做离心运动．若F合＝0时，物体沿切线方向飞出．若F合>mω2R，物体做近心运动．3．离心运动的应用和防止(1)应用：洗衣机的甩干筒、离心制管技术．(2)防止：汽车在公路转弯处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高．一、对离心现象的理解例1下列关于离心现象的说法正确的是()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突然消失时，它将沿切线做匀速直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动解析向心力是按效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或几个力的合力提供的，因此，它并不受向心力和离心力的作用．它之所以产生离心现象是由于F合<mω2R，故A错误．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，根据牛顿第一定律，它将沿切线做匀速直线运动，故C正确，B、D错误．答案 C针对训练1 如图2所示，光滑水平面上，质量为m 的小球在拉力F 作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P 点时，拉力F 发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是( )图2A ．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb 做离心运动B ．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb 做离心运动C ．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa 做离心运动D ．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc 做近心运动答案 BC解析 若拉力突然变大，则小球将做近心运动，不会沿轨迹Pb 做离心运动，A 错误．若拉力突然变小，则小球将做离心运动，但由于力与速度有一定的夹角，故小球将做曲线运动，B 正确，D 错误．若拉力突然消失，则小球将沿着P 点处的切线运动，C 正确．二、离心运动问题的分析例2 如图3所示，A 、B 两个物体放在水平的旋转圆台上，A 、B 与平合动摩擦因数均为μ，A 的质量为2m ，B 的质量为m ，A 、B 距转轴的距离分别为R 和2R ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆台旋转并且转速增大时，哪个物体先开始滑动？并求A 、B 将要滑动时圆台的角速度ωA 和ωB 分别为多少？图3解析 物体随圆台做圆周运动，由静摩擦力提供向心力，则μmg ＝mω2R ，其最大角速度ω＝μg R，由于R A <R B ，故最大角速度ωA max >ωB max ，所以B 先滑动．由前面分析：物体将要滑动时，物体的角速度已达到最大值，则ωA ＝μg R ，ωB ＝μg 2R. 答案 B 先滑动 μg R μg 2R 针对训练2 物体m 用细绳通过光滑的水平板上的小孔与装有细沙的漏斗M 相连，并且正在做匀速圆周运动，如图4所示，如果缓慢减小M 的质量，则物体的轨道半径R ，角速度ω变化情况是( )图4A ．R 不变，ω变小B ．R 增大，ω减小C ．R 减小，ω增大D ．R 减小，ω不变答案 B解析 细绳拉力提供物体m 做圆周运动需要的向心力，当缓慢减小M 的质量时，对m 的拉力减小，拉力不足以提供向心力，物体m 做离心运动，运动半径R 增大，由牛顿第二定律得Mg ＝T ＝mω2R ，因为细绳拉力T 减小，半径R 增大，因此ω减小，选项B 正确．离心现象⎩⎪⎨⎪⎧ 离心现象的概念：做圆周运动的物体，在某种情况下会 脱离圆周做离开圆心的运动产生原因：向心力消失或指向圆心的力的合力小于所需的向心力应用与防止1．(对离心现象的理解)下面关于离心运动的说法，正确的是( )A ．物体做离心运动时将离圆心越来越远B ．物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线C ．做离心运动的物体一定不受外力作用D ．做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动答案 A解析 物体远离圆心的运动就是离心运动，故A 正确；物体做离心运动时其运动轨迹可能是曲线，故B 错误；当做圆周运动的物体所受合外力提供的向心力不足时就做离心运动，合外力等于零仅是物体做离心运动的一种情况，故C 错误；当物体所受指向圆心的合力增大时，将做近心运动，故D 错误．2．(离心现象的防止和应用)关于离心现象，下列说法不正确．．．的是( ) A ．脱水桶、离心分离器是利用离心现象工作的B ．汽车转弯时限制速度可以防止离心现象造成的危害C ．做圆周运动的物体，当向心力来源突然增大时做离心运动D ．做圆周运动的物体，当合外力消失时，它将沿切线做匀速直线运动答案 C解析脱水筒和离心分离器都是利用离心运动的原理进行工作的，选项A正确；限制速度，物体不容易做离心运动，加防护罩可以防止做离心运动的碎屑造成的伤害，选项B正确；做圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然增大时，物体做近心运动，选项C错误；做圆周运动的物体，当所受的合外力消失时，物体以当时的速度做匀速直线运动，即沿圆周的切线做匀速直线运动，选项D正确，本题答案为C.3. (离心运动问题的分析)如图5所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正方体物块．B、C处物块的质量相等且为m.A处物块的质量为2m；点A、B与轴O的距离相等且为R，点C到轴O的距离为2R，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是()图5A．C处物块的向心加速度最大B．A处物块受到的静摩擦力最小C．当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块D．当转速继续增大时，最后滑动起来的只是A处的物块答案AC解析A、B、C处的滑块没有发生滑动时角速度相同，由a＝ω2R知C处物块的向心加速度最大，A选项正确，由f＝F＝mω2R知B处的物块的静摩擦力最小，B选项错误，因f静＝μmg，所以当转速增大时，C处的物块最先滑动，选项C正确，D选项错误.。

《研究离心现象及其应用》教学设计课题：研究离心现象及其应用教材：科教版高中物理必修二教材分析：教材首先从实际常见的案例中引出离心现象最后探究得到发生离心现象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。

本节主要让学生了解离心现象产生的原因及其在生产上的应用，教学时要充分利用课本的素材，提高学生综合运用知识的能力。

但是有些与离心运动有关的实际问题比较复杂，教学举例时应列举常见容易理解的例子。

学情分析：兴趣的产生与好奇心和求知欲密切相关。

好奇心是一种本能，当外界有什么新异的事物出现时，人总要去探究一下；求知欲是在好奇心的基础上发展起来的，是对知识的热烈追求；而兴趣就是在求知欲的基础上产生的，是推动学习的内在动力。

所以在上课期间教师要利用各种手段来激起学生的兴趣和好奇心。

教学目标：本节课的三维目标制定如下：（一）知识与技能1、知道什么是离心现象，明确物体做离心运动的条件。

2、能结合课本提出的问题具体分析，了解离心运动的应用和防止。

3、培养分析说理的能力，提高科学表述的能力。

（二）过程与方法1、教师通过录像和多媒体课件演示，帮助学生分析离心运动产生的原因，激发学生用学过的向心力知识寻找本质规律。

2、学生通过观察实验现象，亲手操作离心实验来讨论研究，从而提高分析应用能力。

（三）情感态度与价值观1、事物是一分为二的，有利也有弊，充分扬长避短，是一种科学态度，也是一种科学方法。

2、通过学生对几种离心机的使用和制作，把审美欣赏与操作有机结合，从而提高学生审美的感受力和鉴别力。

教学难点：物体做离心运动所满足的条件。

教学重点：对离心运动的理解及其实例的分析。

教学用具及方法：用具：离心转台﹑小球﹑细线等。

方法：动手实验﹑讨论与思考等。

课时安排：一个课时教学过程：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。

第4节研究离心现象及其应用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．做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动，此种运动叫“离心运动”。

在半径不变时物体做圆周运动所需的向心力是与角速度的平方(或线速度的平方)成正比的．若物体的角速度增加了，而向心力没有相应地增大，物体到圆心的距离就不能维持不变，而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心．若物体所受的向心力突然消失，则将沿着切线方向远离圆心而去．人们利用离心运动原理制成的机械，称为离心机械．例如离心分液器、离心加速器、离心式水泵、离心球磨机等都是利用离心运动的原理．当然离心运动也是有害的，应设法防止。

例如砂轮的转速若超过规定的最大转速，砂轮的各部分将因离心运动而破碎．又如火车转弯时，若速度太大会因倾斜的路面和铁轨提供给它的向心力不足以维持它做圆周运动，就会因离心运动而造成出轨事故．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大于物体所需的向心力mrω2时，F> mrω2，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mrω2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考系(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．教学重点：物体做离心运动所满足的条件．教学难点：对离心运动的理解及其实例分析．教具准备：离心转台、离心干燥器等各类演示设备．课时安排：l课时三维目标一、知识与技能1．知道什么是离心运动；2．知道物体做离心运动的条件；3．了解离心运动的应用和防止．二、过程与方法、1．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力；2．培养学生应用理论知识解决实际问题的能力．三、情感态度与价值观1．通过离心运动的应用和防止的实例分析，使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题；2．培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯．教学过程导入新课我们小时候大都喜欢吃棉花糖，而且当时一定非常奇怪．为什么一颗一颗的白砂糖，经过机器一转，就变成又松又软的“棉花”不断向外“飞出”?做匀速圆周运动的物体。