離心現(xiàn)象其應(yīng)用課件

§5.7離心現(xiàn)象

及其應(yīng)用一、什么是離心運(yùn)動(dòng)？一、什么是離心運(yùn)動(dòng)？

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受的合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力的情況下，物體所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。小結(jié)：1、離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象。2、離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)3、作離心運(yùn)動(dòng)的條件：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力突然消失或不足以

提供所需的向心力。二、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止1.離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例

利用離心運(yùn)動(dòng)的機(jī)械叫做離心機(jī)械。⑴離心干燥器⑵洗衣機(jī)的脫水筒⑶用離心機(jī)分離溶液中的沉淀物把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)⑴汽車(chē)、火車(chē)拐彎時(shí)的限速⑵高速旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇、砂輪的限速離心運(yùn)動(dòng)有時(shí)會(huì)造成危害，需要設(shè)法防止，汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的地方不允許超過(guò)規(guī)定的速度，以免由于離心運(yùn)動(dòng)造成交通事故。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪，都不得超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，砂輪、飛輪內(nèi)部的相互作用力小于需要的向心力，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，甚至釀成事故。飛機(jī)俯沖拉起時(shí)，由于離心運(yùn)動(dòng)會(huì)造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，這種現(xiàn)象叫做過(guò)荷。過(guò)荷太大時(shí)，飛行員會(huì)暫時(shí)失明，甚至?xí)炟?，飛行員可以通過(guò)加強(qiáng)訓(xùn)練來(lái)提高自己的抗荷能力。圖11－21是離心試驗(yàn)器的原理圖，它用來(lái)研究過(guò)荷對(duì)人體的影響，測(cè)驗(yàn)人的抗荷能力。2.離心運(yùn)動(dòng)的防止實(shí)例【例1】汽車(chē)沿半徑為R=100m的圓跑道勻速行駛，設(shè)跑道的路面是水平的，路面作用于車(chē)的最大靜摩擦力是車(chē)重的0.10倍，要使汽車(chē)不至于沖出圓跑道，車(chē)速最大不能超過(guò)多少？【解析】如果不考慮汽車(chē)行駛時(shí)所受的阻力，那么汽車(chē)在圓跑道勻速行駛時(shí)，輪胎所受的靜摩擦力F（方向指向圓心）提供向心力。車(chē)速越大，所需向心力也越大，則靜摩擦力F也越大，但本題中的向心力不可能超過(guò)路面作用于車(chē)的最大靜摩擦力Fm，車(chē)重的0.10。設(shè)車(chē)速的最大值為vm，則得：

汽車(chē)沿半徑為R的圓跑道勻速行駛時(shí)的速率不能超過(guò)Vm

，不然會(huì)沖出圓跑道，因?yàn)檫@時(shí)最大靜摩擦力不足以提供汽車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，汽車(chē)就脫離原來(lái)的圓跑道做離心運(yùn)動(dòng)了。

三、例題

例2、一輛汽車(chē)m=2.0×103kg在水平公路上行駛，經(jīng)過(guò)半徑r=50m的彎路時(shí)，如果車(chē)速度v=72km/h，這輛汽車(chē)會(huì)不會(huì)發(fā)生事故？已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力fm=1.4×104N。解：這輛汽車(chē)經(jīng)過(guò)彎路時(shí)所需向心力

據(jù)題意，最大靜摩擦力只為1.4×104N，所以汽車(chē)會(huì)發(fā)生事故【例3】如圖所示，把兩個(gè)完全相同的甲、乙兩物體放在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，甲離轉(zhuǎn)盤(pán)中心近些，當(dāng)逐漸增大轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速時(shí)，哪個(gè)先滑離原來(lái)的位置？為什么？

甲乙【解析】物體能否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，在于物體所需要的向心力是否達(dá)到了轉(zhuǎn)臺(tái)和物體之間的最大靜摩擦力，超過(guò)了就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。乙先滑離原來(lái)的位置。原來(lái)它沒(méi)有滑離而繞轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槲矬w與轉(zhuǎn)盤(pán)間的靜摩擦力F靜提供物體繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，使它產(chǎn)生向心加速度。根據(jù)Fm=μ0FN，由于甲乙兩物體重量相等，兩處接觸面情況相同（即μ0相同），因此兩個(gè)物體與盤(pán)間最大靜摩擦力相等。由根據(jù)向心力公式，F(xiàn)n=mω2R，向心力Fn跟角速度ω2成正比，所以隨著轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，物體所需向心力也逐漸增大，當(dāng)物體所需要的向心力超過(guò)最大靜摩擦力F靜時(shí)，物體就會(huì)滑動(dòng)，由于甲乙處在同一轉(zhuǎn)盤(pán)上，角速度相同。但乙的半徑大，它所需要的向心力比甲大，所以當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，乙先滑離原先位置。1．以下說(shuō)法中正確的是[]A．在絕對(duì)光滑的水平冰面上，汽車(chē)可以轉(zhuǎn)彎B．火車(chē)轉(zhuǎn)彎速率小于規(guī)定的數(shù)值時(shí)，外軌受的壓力會(huì)增大C．飛機(jī)在空中沿半徑為R的水平圓周旋轉(zhuǎn)時(shí)，飛機(jī)的翅膀一定處于傾斜狀態(tài)D．汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)需要的向心力是司機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)所提供的力C達(dá)標(biāo)檢測(cè)2、市內(nèi)公共汽車(chē)在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前，車(chē)內(nèi)廣播中就要播放錄音：“乘客們請(qǐng)注意，前面車(chē)輛轉(zhuǎn)彎，請(qǐng)拉好扶手”，這樣可以（）

A、提醒包括座著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向前傾倒

B、提醒包括座著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向后傾倒

C、主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒

D、主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒C3、關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）

A、物體突然受到向心力的作用，將做離心運(yùn)動(dòng)

B、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在外界提供的向心力突然變大時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)

C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，就將做離心運(yùn)動(dòng)

D、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或變小時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)D課堂小結(jié)1、做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)合外力消失時(shí)，它就以這一時(shí)刻的線(xiàn)速度沿切線(xiàn)方向飛去。2、做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)是做半徑越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)或沿切線(xiàn)方向飛出的運(yùn)動(dòng)，它不是沿半徑方向飛出。3、做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的“離心力”作用，因?yàn)闆](méi)有任何物體提供這種力（不管是以是什么方式命名的力，只要是真實(shí)存在的，一定有施力物體）。

4、離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是逐漸遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力學(xué)特征是合外力消失或不足以提供所需要的向心力。

5、有效地應(yīng)用和防止離心運(yùn)動(dòng)為生產(chǎn)生活服務(wù)。謝謝合作離心機(jī)械利用離心運(yùn)動(dòng)的機(jī)械叫做離心機(jī)械。離心機(jī)械的種類(lèi)很多，下面介紹兩種常見(jiàn)的離心機(jī)械：離心干燥器和離心轉(zhuǎn)速計(jì)。

離心轉(zhuǎn)速計(jì)是用來(lái)測(cè)量機(jī)器轉(zhuǎn)速的一種儀器，它的構(gòu)造如圖11－20所示。在轉(zhuǎn)速計(jì)的轉(zhuǎn)軸OO＇上的E處安裝著一根輕的金屬棒，棒的兩端有兩個(gè)重球m1和m2，金屬棒可以繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。彈簧L1和L2用來(lái)把金屬棒拉向轉(zhuǎn)軸。滑套K可以沿轉(zhuǎn)軸上下移動(dòng)。把轉(zhuǎn)速計(jì)的轉(zhuǎn)軸OO＇跟機(jī)器的轉(zhuǎn)軸連接在一起，當(dāng)機(jī)器的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，OO＇隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，重球m1和m2跟著做圓周運(yùn)動(dòng)，