高中物理 离心运动教案 鲁科版必修2.doc

第4节离心运动教学重点物体做离心运动所满足的条件.教学难点对离心运动的理解及其实例分析.教具准备离心转台、离心干燥器等各类演示设备.课时安排1课时三维目标一、知识与技能1.知道什么是离心运动；2.知道物体做离心运动的条件；3.了解离心运动的应用和防止.二、过程与方法1.通过对离心现象的实例分析提高学生综合应用知识解决问题的能力；2.培养学生应用理论知识解决实际问题的能力.三、情感态度与价值观1.通过离心运动的应用和防止的实例分析使学生明白事物都是一分为二的要学会用一分为二的观点来看待问题；2.培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯.教学过程导入新课我们小时候大都喜欢吃棉花糖而且当时一定非常奇怪为什么一颗一颗的白砂糖经过机器一转就变成又松又软的“棉花”不断向外“飞出”？做匀速圆周运动的物体它所受的合外力恰好提供了它所需要的向心力如果提供它的外力消失或不足物体将怎样运动呢？本节课专门研究这一问题.推进新课一、离心运动学生阅读教材认识离心运动.1.离心现象做圆周运动的物体由于本身的惯性总有沿着圆周切线方向飞去的倾向它之所以没有飞去是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来使物体同圆心的距离保持不变.一旦向心力突然消失物体就沿切线方向飞去离圆心越来越远.如用细绳拉着在光滑水平面做匀速圆周运动的小球如果细绳突然断了小球就沿切线方向飞去；用旋转的砂轮磨制刀具时原来做匀速圆周的砂轮微粒磨落后将沿切线飞去.多媒体课件展示：旋转的砂轮磨制刀具除了向心力突然消失外在合外力F不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时物体将偏离原来运动的圆轨道.当F＜mrω2时物体将沿切线和圆周之间的某条曲线运动离圆心越来越远如图所示.如在旋转的平台上滴几滴墨水平台转动较慢时墨水能随转台做匀速圆周运动当平台达到一定的转速时墨水滴将做逐渐远离圆心的运动.2.离心运动做匀速圆周运动的物体在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下就做逐渐远离圆心的运动这种运动叫做离心运动.（1）离心运动的条件：当产生向心力的合外力突然消失物体便沿所在位置的切线方向飞出.当产生向心力的合外力不完全消失而只是小于所需要的向心力时物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动远离圆心而去.（2）离心现象的本质——物体惯性的表现做匀速圆周运动的物体由于本身有惯性总是想沿着切线方向运动只是由于向心力作用使它不能沿切线方向飞出而被限制着沿圆周运动.如果提供向心力的合外力突然消失物体由于本身的惯性将沿着切线方向运动这也是牛顿第一定律的必然结果.如果提供向心力的合外力减小使它不足以将物体限制在圆周上物体将做半径变大的圆周运动.此时物体逐渐远离圆心但“远离”不能理解为“背离”.做离心运动的物体并非沿半径方向飞出而是运动半径越来越大.二、离心运动的应用和防止1.离心运动的应用①离心干燥器演示：把一块湿布放在离心干燥器的金属网笼里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水滴就做离心运动穿过网孔飞到网笼外面.②离心沉淀器试管里的悬浊液沉淀较慢为了加速沉淀也可把试管装入离心机利用离心运动的原理使其中的不溶微粒加速沉淀.小朋友都爱吃的“棉花糖”它的制作方法也应用了离心运动的原理.③洗衣机的脱水筒④用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内体温计盛水银的玻璃泡上方有一段非常细的缩口测定体温后升到缩口上方的水银柱因受缩口的阻力不能自动缩回玻璃泡内在医院里将许多用过的体温计装入水袋内放在离心机上转动离心机可把水银柱甩回到玻璃泡内.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；当离心机转得很快时阻力F不足以提供所需的向心力水银柱做离心运动而回到玻璃泡内.在日常生活中我们通常是用手将体温计中的水银柱甩回玻璃泡内的.2.离心运动的防止①车辆转弯时要限速在水平路面上行驶的汽车转弯时所需的向心力来源于静摩擦力.如果转弯时速度过大所需的向心力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.因此在转弯处车辆行驶不允许超过规定的速率.②转动的砂轮和飞轮要限速高速转动的砂轮和飞轮等都不得超过允许的最大转速如果转速过高砂轮和飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力时离心运动会使它们破裂甚至酿成事故.离心现象有时会造成危害需要防止.例如汽车、火车在转弯时若速度超过允许范围就会因离心现象而造成严重交通事故.高速转动的砂轮若转速过大使构成砂轮的砂粒间的作用力不足以提供其所需的向心力就会引起砂轮某些组成部分的离心现象而造成事故.【知识拓展】在日常生活中有不少人用“离心力”来解释离心现象.其实“离心力”这个概念不够严密.物体发生离心现象并不是因为有什么“离心力”作用在物体上而是因为向心力减小或消失.此外向心力本身也是