内容正文:
第3节 圆周运动实例分析
----------离心运动
实验演示:雨伞上的水滴飞离伞面
●
F
v
R
一.离心现象(条件: F供=0或F供<mrω2)
●
v
R
①
●
v
R
②
F
●
v
R
③
F
●
v
R
③
②
①
当合力F= mv2/R=mRω2,方向始终垂直于速度时,质量为m、线速率为v的质点,做半径为R的匀速圆周运动.
当F突然消失,则质点将沿切线做逐渐远离圆心的运动① .
当F<mv2/R =mRω2 ,则质点将离开圆轨道,沿一曲线做逐渐远离圆心的运动. ②
这种质点远离圆心的运动,叫做离心运动.
当F>mv2/R =mRω2 ,则质点将离开圆轨道,沿一曲线做逐渐靠近圆心的运动.
这叫向心运动③
“离心力”大于向心力时,物体做离心运动?
ד离心力”是不存在的
二、离心运动的应用
1、离心干燥器的金属网笼
利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置
解释:
o
F<mrω
2
F
ν
当网笼转得比较慢时,水滴跟物体的附着力F 足以提供所需的向心力F 使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时,附着力 F 不足以提供所需的向心力 F,于是水滴做离心运动,穿过网孔,飞到网笼外面。
2、洗衣机的脱水筒
3、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内
当离心机转得比较慢时,缩口的阻力 F 足以提供所需的向心力,缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时,阻力 F 不足以提供所需的向心力,水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。
4、制作“棉花”糖的原理:
内筒与洗衣机的脱水筒相似,里面加入白砂糖,加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转,黏稠的糖汁就做离心运动,从内筒壁的小孔飞散出去,成为丝状到达温度较低的外筒,并迅速冷却凝固,变得纤细雪白,像一团团棉花。
要使原来作圆周运动的物体作离心运动,该怎么办?
?问题一:
A、提高转速,使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
B、减小合外力或使其消失
三、离心运动的防止:
在水平公路上行驶的汽车转弯时
υ
F < m
υ
r
2
F
汽车
在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大,所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax,汽车将做离心运动而造成交通事故