高中物理2.3離心現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)案粵教版必修

《高中物理2.3離心現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)案粵教版必修》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、§2.3離心現(xiàn)象及其應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【知識(shí)和技能】(1)知道什么是離心現(xiàn)象，知道物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件，(2)結(jié)合生活中的實(shí)例，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和危害及其防止【過程和方法】(1)通過觀察實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)在什么條件下物體做離心運(yùn)動(dòng)，(2)通過列舉生活中離心現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)離心現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用和危害【情感、態(tài)度和價(jià)值觀】(1)通過應(yīng)用所學(xué)知識(shí)與方法認(rèn)識(shí)自然，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣．(2)感悟科學(xué)是人類創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情．【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】物體做離心運(yùn)動(dòng)所滿足的條件?！局R(shí)要點(diǎn)】離心現(xiàn)象一、定義當(dāng)物體所受的合外力突然消失或者不足以提供它所需

2、要的向心力時(shí)，物體將沿切線方向飛出或者做離圓心越來越遠(yuǎn)的曲線運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)，即為離心現(xiàn)象.二、產(chǎn)生的原因向心力的作用效果是改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，如果向心力突然消失時(shí)（例如用繩系住小球轉(zhuǎn)，繩突然斷裂），則物體的速度方向不再變化，由于慣性，物體將沿此時(shí)的速度方向（即切線方向）按此時(shí)速度的大小飛出，如果提供的外力小于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，雖然物體的速度方向還要變化，但速度方向變化較慢，因此物體偏離原來的圓周做離心運(yùn)動(dòng)，其軌跡為圓周和切線間的某條曲線，見圖2－3－1所示.圖2－3－1同學(xué)們都有這樣的體會(huì)：當(dāng)你所乘的汽車急轉(zhuǎn)

3、彎時(shí)，你會(huì)不由自主地向外傾斜或向外滑去，這種情況的產(chǎn)生并不是受到了“離心力”的作用，而是慣性的一種表現(xiàn)，即發(fā)生了離心現(xiàn)象.三、產(chǎn)生條件當(dāng)外界提供的向心力突然消失（比如系繩斷裂）或小于做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需要的向心力時(shí)，才會(huì)發(fā)生離心現(xiàn)象.離心現(xiàn)象的應(yīng)用在日常生活中，離心現(xiàn)象是經(jīng)常發(fā)生的，離心現(xiàn)象對(duì)人類來說既有有利的一面，又有危害的一面，對(duì)有利的一面應(yīng)加以利用，對(duì)有害的一面應(yīng)設(shè)法防止.離心運(yùn)動(dòng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的應(yīng)用，離心沉淀器就是一種利用離心現(xiàn)象的機(jī)械，它可以使混濁液體中密度較大的物質(zhì)加速沉淀，譬如，醫(yī)療上就是利用此離心沉淀器

4、來分離血漿的.如果人騎自行車騎得很快，在轉(zhuǎn)彎的地方又沒有掌握傾斜的技巧，那么，就可能由于離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故，因此，現(xiàn)代化的自行車賽車場(chǎng)，環(huán)形跑道是朝里傾斜的.8【問題探究】離心現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中有什好處和害處？我們?cè)撛鯓永闷浜锰?，防止其帶來的害處？?qǐng)結(jié)合實(shí)例進(jìn)行討論.我的思路：離心現(xiàn)象是由于物體做曲線運(yùn)動(dòng)造成的，而曲線運(yùn)動(dòng)在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常可見.同學(xué)們盡可能展開豐富想象，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行討論.比如洗衣機(jī)的脫水桶、離心分離器、煉鋼或制作水泥管道技術(shù)等；不利方面如汽車和火車等交通工具在轉(zhuǎn)彎時(shí)容易發(fā)生事故，運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器假如重心偏離軸心容易損壞

5、機(jī)器等.【典型例題】例題1、從在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)要高一些，路面與水平面間的夾角為，設(shè)拐彎段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向）摩擦力等于零，應(yīng)等于---------（）A．B．C．D．答案：B圖2-13精析：為使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向）摩擦力等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力完全由汽車的重力G和路面對(duì)它的支持力合力來提供N（如圖2—13）,即F=Gtan-------------------(1)由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：F=mv2

6、/R--------(2)由（1）、（2）兩式可得tan=v2/Rg所以=，選B。綠色通道：同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)中要多注意學(xué)以致用，善于將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，將知識(shí)學(xué)活、學(xué)透。例題2、同學(xué)們可能都體驗(yàn)過坐過山車的驚險(xiǎn)而刺激的感受，或者親目睹過那驚心動(dòng)魄的場(chǎng)面。大家知道過山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來，如果已知圓軌道的半徑為R，不考慮摩擦等阻力。（1）當(dāng)車通過圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)，如果車對(duì)軌道無任何相互作用。求此時(shí)過山車的速度。（2）討論當(dāng)過山車通過圓軌道最高點(diǎn)時(shí)速度超過或低于（1）問所求得的速度時(shí)，過山車對(duì)軌道作用力的情況

7、（包括討論人的適應(yīng)性和安全性等方面）。R圖2-14精析：我們把過山車在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的情況抽象為如圖2-14所示的模型，把過山車當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，小球從弧形軌道上端滾下，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道向上運(yùn)動(dòng)，直至最高處。解析：（1）當(dāng)小球（過山車）通過圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)，如果車對(duì)軌道無任何相互作用，則此時(shí)過山車作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力完全由其自身的重力來提供，即F=G，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：F=mg=mv2/R得：V=（這個(gè)速度我們俗稱臨界速度）8（2）如果過山車通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大于或小于，則過山車對(duì)軌道就會(huì)有擠壓或拉力的作用。若V1大于，則由F=m

8、v2/R可知，向心力大于重力G，即此時(shí)需要軌道對(duì)過山車以推力的作用；同理，若V2小于，此時(shí)的向心力小于重力G，需要軌道對(duì)過山車以拉力的作用。所以，我們把（1）問中的速度叫臨界速度。若從人的適應(yīng)性和安全性等方