第二章 第四节 离心现象及其应用（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（粤教版2019）

第四节　离心现象及其应用 课程内容要求 核心素养提炼 1.观察生活中的离心现象． 2．知道离心运动产生的原因． 3．了解离心现象在生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害． 1.物理观念：从力与运动的角度分析，结合轨迹和圆心的位置关系得出离心运动的物理概念． 2．科学思维：会用向心力公式分析生产生活中离心运动的实例． 3．科学探究：物体做离心运动、近心运动的条件． [对应学生用书P36] 1．定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动． 2．原因：向心力突然消失或合外力不足以提供所需的向心力． [思考] 雨天，当你旋转雨伞时，会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示)，你能说出其中的原因吗？ 提示　旋转雨伞时，水滴也随着运动起来，但伞面上的水滴受到的合力不足以提供其做圆周运动的向心力，水滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出． 1．应用：离心干燥器，洗衣机的脱水筒；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． [判断] (1)物体做离心运动是因为物体受到了离心力的作用．(×) (2)当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象．(×) [对应学生用书P36] 探究点　离心运动及其应用 水银体温计是我们日常生活中常用的体温测量工具，它的操作简单，测量准确．那你知道水银体温计使用之前为什么要甩一下吗？ 提示　在体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口，水银收缩时，水银从缩口处断开，管内水银面不能下降，指示的仍然是上次测量的温度．因此需要使劲甩一下，让水银做离心运动，退回到玻璃泡中． 1．离心运动的本质：离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象，它的本质是物体惯性的表现．做圆周运动的物体，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到指向圆心的力． 2．离心运动的条件：做圆周运动的物体，提供向心力的外力突然消失或者外力不能提供足够大的向心力． 3．离心运动、近心运动的判断：物体做圆周运动是离心运动还是近心运动，由实际提供的向心力F向与所需向心力(m或mrω2)的大小关系决定． (1)若F向＝mrω2(或m)，即“供”满足“需”，物体做圆周运动． (2)若F向＞mrω2(或m)，即“供”大于“需”，物体做半径变小的近心运动． (3)若F向＜mrω2(或m)，即“供”不足，物体做离心运动． (4)若F向＝0，物体做离心运动，并沿切线方向飞出． 如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是(　　) A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心 A　[若F突然消失，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，故A项正确；若F突然变小，不足以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，故B、D错误，若F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，故C项错误．] [训练1]　(多选)在人们经常见到的以下现象中，属于离心现象的是(　　) A．舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开 B．在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出 C．满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出 D．守门员把足球踢出后，球在空中沿着弧线运动 ABC　[裙子张开属于离心现象，故A项正确；伞上的雨水受到的力由于不够提供向心力导致水滴做离心运动，故B项正确 ；黄沙或石子也是因为受到的力不够提供向心力而做离心运动，故C项正确；守门员踢出足球，球在空中沿着弧线运动是因为足球在力的作用下运动，不是离心现象，故D项错误．] [训练2]　如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间．当公交车(　　) A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动 B．急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动 C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动 D．急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动 B　[缓慢起动时，两只箱子都应该处于受力平衡状态，箱子的运动状态不会改变，即两只行李箱会与车子保持相对静止，选项A错误；急刹车时，箱子由于惯性保持原有运动状态，因此行李箱a会相对车子向前运动，选项B正确；根据F向＝m可知，缓慢转弯时，所需要的向心力会很小，因此静摩擦力足够提供两只行李箱转弯的向心力，所以两只行李箱会与车子保持相对静止，选项C错误；根据F向＝m可知，急转弯时，行李箱b需要的向心力较大，如果行李箱b所受最大静摩擦力不足以提供向心力，则会发生离心运动，即可能会相对车子向外侧运动，选项D错误．] [对