内容正文:
2.4 研究离心现象及其应用
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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:所受的向心力突然消失,或所受到的指向圆心的合力小于所需向心力时。
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4.下雨天,当你旋转自己的雨伞时,将会发现雨滴沿着伞边缘的切线飞出,如图所示,你能说出其中的原因吗?(不考虑雨滴在空气中受到的阻力)
提示:当转动雨伞时,雨滴随之转动,所需向心力不足,雨滴做离心运动,因水平方向不受力,由于惯性原因,雨滴沿着伞边缘的切线飞出,飞出后做平抛运动。
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二、离心现象的应用
1.应用:制造水泥涵管、离心式水泵、离心式真空泵等。
2.防止:弯道处外高内低、砂轮限速等。
3.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?
提示:转速高时。
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1.正误辨析
(1)做离心运动的物体一定受到离心力的作用。 ( )
(2)离心运动是沿半径向外的运动。 ( )
(3)公路转弯处路面外高内低是利用了离心现象。 ( )
(4)洗衣机的脱水筒里利用了离心运动。 ( )
(5)转动的砂轮要求限定转速是为了防止离心现象造成事故。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
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2.下列现象中,跟离心运动有关的是( )
A.人沿直线跑步时突然跌倒
B.运动员将链球旋转后抛出
C.圆柱上的细绳系一小球,小球绕圆柱转动使细绳缠绕在圆柱上
D.运动员将铅球抛出
解析:做圆周运动的物体,当外力突然消失或不足以提供物体所需要的向心力时,做离心运动。运动员将链球旋转后抛出,链球做离心运动,故本题选B。
答案:B
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3.一辆质量m=2×103 kg的汽车在水平公路上行驶,经过半径r=50 m的弯路时,如果车速v=72 km/h,这辆汽车会不会发生侧滑?已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fmax=1.4×104 N。
解析:汽车的速度v=72 km/h=20 m/s
由于F>fmax,所以汽车做离心运动,即发生侧滑。
答案:会
问题导引
知识归纳
典例剖析
知