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