离心现象及其应用(后附答案)
离心现象及其应用
２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑” 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑” 的现象，可以： ) 的现象，可以：( D
a、增大汽车转弯时的速度 、 b、减小汽车转弯时的速度 、 c、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦 、 、 A、a、b 、 、 B、a、c 、 、 C、b、d 、 、 B D、b、c 、 、
离心运动
【例3】如图4-3-2所示，在圆柱形 房屋天花板中心O点悬挂一根长为L 的细绳，绳的下端挂一个质量为m 的小球，已知绳能承受的最大拉力 为2mg，小球在水平面内做圆周运 动，当速度逐渐增大到绳断裂后， 小球恰好以速度v2= 7 gL 落到墙角 边，求(1)绳断裂瞬间小球的速度v1； (2)圆柱形房屋的高度H和半径R. 图4-3-2
能力·思维·方法
绳断裂后小球沿圆周的切线方向做平抛运动，设小 球从抛出至落地的水平射程为x，如图4-3-4所示 x=v1t,h1=1/2gt2, R= r 2 + x 2 解得R=3L. 图4-3-4 【解题回顾】由于速度是缓慢增长，所以在 绳断裂前，小球在任何一点的运动均可看做 是匀速圆周运动(大家可类比力的平衡那一章 中动态平衡问题)
§5.7 离心现象及其应用
一、什么是离心运动？
1、离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象。 2、离心现象的本质是物体惯性的表现 不存在所谓的“离心力” 不存在所谓的“离心力” 3、作离心运动的条件： 做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力。
二、离心运动的应用和防止
1. 离心运动的应用实例 （1）离心干燥器 （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 （4）“棉花糖”的产生 2. 离心运动的防止实例 ⑴ 汽车拐弯时的限速 ⑵ 高速旋转的飞轮、砂轮的限速 O F
2.4离心现象及其应用答案
【基础知识】一、离心现象1．定义：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动现象．2．实质：离心运动的实质是物体惯性的表现．做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿圆周切线飞出去的倾向，它之所以没有飞出是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来，使物体与圆心的距离保持不变．如果向心力突然消失或不足，物体就会发生离心运动．3．离心运动、近心运动的判断：物体做圆周运动、离心运动还是近心运动，由实际提供的向心力F 与所需向心力(m v 2r 或mrω2)的大小关系决定．如图所示(1)若F ＝mrω2(或m v 2r )，即“提供”满足“需要”，物体做圆周运动．(2)若F ＞mrω2(或m v 2r )，即“提供”大于“需要”，物体做半径变小的近心运动．(3)若F ＜mrω2(或m v 2r)，即“提供”不足，物体做半径变大的离心运动．(4)若F ＝0，物体做离心运动，并沿切线方向飞出． 二、常见几种离心运动对比图示项目实物图原理图现象及结论洗衣机脱水筒当水滴跟物体的附着力F 不足以提供向心力时，即F ＜mω2r ，水滴做离心运动汽车在水平路面上转弯当最大静摩擦力不足以提供向心力时，即f max ＜m v 2r ，汽车做离心运动用离心机把体温计的水银甩回玻璃泡中 当离心机快速旋转时，缩口处对水银柱的阻力不足以提供向心力时，水银柱做离心运动进入玻璃泡内三、离心运动问题的分析思路：1、对物体进行受力分析，确定给物体提供向心力的合力F 合．2、根据物体的运动，计算物体做圆周运动所需的向心力F 向＝mω2r ＝m v 2r ．3、比较F 合与F 向的关系，确定物体运动的情况．1．为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以（）。
A．增大汽车转弯时的速度B．减小汽车转弯时的速度C．增大汽车与路面间的摩擦D．减小汽车与路面间的摩擦答案：BC；解析：“打滑”的现象是由于汽车转弯时向心力不足引起的，减小汽车转弯时的速度，可以减小汽车转弯需要的向心力，增大汽车与路面间的摩擦，可以增大转弯需要的向心力，因而这两种方法都可以有效地防止转弯时出现“打滑”的现象。
离心现象及其应用
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。
离 心 运 动 的 应 用
4 、离心水泵
水泵启动后，由于 叶片的旋转，泵壳中的 水被甩到出水管，导致 转轴附近的气压比大气 压小得多，所以进水管 的水在大气压的作用下， 推开底阀通过进水管进 入泵壳里，照此周而复 始。
课后作业：
汽车沿半径为R的圆跑道 匀速行驶，设跑道的路面是水 平的，路面作用于车的最大静 摩擦力是车重的0.10倍，要使 汽车不至于冲出圆跑道，车速 最大不能超过多少？
M
答案： B
课堂练习4：
如果汽车的质量为m，水平弯道 是一个半径50m的圆弧，汽车与地面 间的最大静摩擦力为车重的0.2倍， 欲使汽车转弯时不打滑，汽车在弯 道处行驶的最大速度是多少？ 2 g 10m / s 答案： 10m/s
课 堂 小 结
1、做圆周运动的物体，所受的合 外力突然消失或不足于提供圆周运动所 需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆 心的运动，这种运动称作为离心运动； 2、离心现象是一种常见的现象， 要理解其产生的原因，并会用来解释有 关的问题； 3、做圆周运动的物体，若所受的 合外力大于所需的向心力时，物体就会 做越来越靠近圆心的“近心”运动，人 造卫星或飞船返回过程就有一阶段是做 “近心”运动。
第二章第三节
离心现象及其应用
—— 中山市古镇高级中学 李新换
2010.06
离 心 运 动
观看在奥运会赛 场上链球运动员参加 链球比赛。 注意观察链球的 运动情况。 思考： 1﹑链球开始做什 么运动？ 2﹑链球离开运动 员手以后做什么运动？
离心现象的原理和应用
离心现象的原理和应用简介离心现象是指物体在离心力作用下产生的偏离轨迹的现象。
离心现象广泛应用于许多工程和科学领域，本文将介绍离心现象的基本原理和常见的应用。
原理离心现象的原理基于离心力的作用。
离心力是指物体在旋转体上运动时，由于离开旋转中心而产生的向外的力。
它与物体的质量和运动速度有关，可以用以下公式表示：F = m * v^2 / r其中，F表示离心力，m表示物体的质量，v表示物体的速度，r表示离旋转中心的距离。
根据这个公式可以看出，离心力与速度的平方成正比，与离旋转中心的距离的倒数成正比。
这意味着，离心力会随着速度的增加而增加，同时离旋转中心的距离越大，离心力也越大。
离心现象的原理可以用以下几点来总结：1.对于旋转体上的物体，速度越大，离心力越大。
2.对于相同的速度，离旋转中心的距离越大，离心力越大。
3.离心力的方向指向远离旋转中心的方向。
应用离心现象在工程和科学领域有许多重要的应用。
以下是一些常见的应用示例：1. 离心机离心机是运用离心现象工作的一种设备，广泛应用于化学、生物、医学等领域。
离心机通过产生高速旋转，利用离心力分离物质中的固体颗粒或液体成分。
离心机的不同部分可以用离心力的强度和方向的变化来分离不同的物质。
2. 离心泵离心泵是利用离心力将液体推送到较远距离的一种设备。
离心泵通过高速旋转叶片产生离心力，使液体沿着泵的轴线方向移动。
离心泵的设计可以根据需求来调整离心力的大小和方向，适应不同的工作条件。
3. 自动洗衣机自动洗衣机利用离心现象来进行洗涤和脱水。
在洗涤过程中，自动洗衣机通过旋转内筒生成离心力，使水和洗涤剂充分混合，并通过摩擦来清洗衣物。
在脱水过程中，洗衣机通过高速旋转产生离心力，使衣物快速脱水。
4. 离心浓缩器离心浓缩器是一种常用的分离和浓缩溶液的设备。
离心浓缩器通过产生高速旋转，利用离心力将溶液中的溶质分离出来，并实现溶液的浓缩。
离心浓缩器广泛应用于化学、制药、食品等领域。
离心现象及其应用
离心现象及其应用简介离心现象是指液体在旋转状态下，由于离心力的作用而产生和表现出的一系列现象。
离心现象在众多领域中有着广泛的应用，特别在化学、生物学、医学和工程技术等领域中发挥着重要的作用。
本文将介绍离心现象的基本原理和相关应用。
离心现象的原理离心现象的基本原理是液体在旋转过程中由于离心力的作用，产生浓度梯度，使得较重的物质向离心轴（旋转中心）靠拢，而较轻的物质则远离离心轴。
基于这一原理，离心现象常用于分离混合物中的不同成分、富集某些物质以及测量和研究物质的性质等。
离心技术在生物学中的应用离心技术在生物学研究中扮演着至关重要的角色。
离心机是生物学实验室的常见工具之一，其应用包括但不限于以下几个方面：分离细胞和细胞器离心机通过不同的离心力和离心时间，可将细胞和细胞器以不同速度沉降到不同层次，从而实现其分离和富集。
这对于研究细胞结构和功能、提取细胞器以及制备纯化蛋白质等都具有重要意义。
提取核酸和蛋白质离心技术可用于蛋白质和核酸的提取和纯化过程中。
通过离心，可以将细胞破碎后的混合物离心沉淀，从而得到目标物质。
这为研究基因组学和蛋白质组学提供了有效方法。
分析血液和尿液中的成分离心技术也被广泛应用于临床实验室中。
通过离心可将血液和尿液样品分离成红细胞、白细胞、血小板等不同组分，进而进行相关的分析和检测。
这有助于临床医学的诊断和治疗。
离心技术在化学中的应用离心技术在化学领域中有着多样的应用。
以下是一些例子：分离液体中的杂质离心机可以用于分离液体中的悬浮物或杂质。
通过离心，悬浮物会沉降到管底，使得上清液呈现较高的纯度。
这在制备纯化试剂和分析化学中非常常见。
分离合成产物离心技术可以用于分离化学合成反应中的产物。
通过调整离心参数，可将反应混合物中的产物与废料分离，从而得到纯净的产物。
这对于合成有机化合物和药物研发非常重要。
富集稀有元素和溶解物离心技术可以用于富集溶液中的稀有元素和溶解物。
通过调整离心条件，将目标物质富集到一定位置，从而实现有效提取和分离。
新教材物理粤教版必修第二册课时素养评价 2.4 离心现象及其应用 含解析
(1)A 点距地面高度; (2)小球离开最高点时的线速度大小; (3)人撒手前小球运动到 A 点时,绳对球的拉力大小。 【解析】(1)小球从 A 点飞出去后做平抛运动,A 点离地面的高度为
-6-
h= gt2= ×10×1.02 m=5 m (2)由 x=v0t 得,小球离开最高点时的速度为 v0= = m/s=6 m/s (3)人撒手前小球运动到 A 点时,对小球受力分析,根据牛顿第二定律得 T+mg=m 代入数据可得 T=30 N 答案:(1)5 m (2)6 m/s (3)30 N
-9-
(1)小球在斜面上的相碰点 C 与 B 点的水平距离; (2)小球经过管道的 B 点时,受到管道的作用力 FNB 的大小和方向。 【解析】(1) 小球从 B 到 C 做平抛运动,根据平抛运动的规律:小球在 C 点的竖直分速度 vy=gt=10×1 m/s=10 m/s 水平分速度 vx=vytan45°=10 m/s 则 B 点与 C 点的水平距离为 x=vxt=10 m (2)在 B 点,设管道对小球的作用力方向向下,根据牛顿第二定律,有 FNB+mg=m vB=vx=10 m/s 解得 FNB=50 N 管道对小球的作用力方向竖直向下。 答案:(1)10 m (2)50 N 方向竖直向下 【加固训练】 如图是中国的团圆桌。餐桌上放一半径为 r=1.5 m 可绕中心轴转动的 圆盘,近似认为餐桌与圆盘在同一水平面内,忽略两者之间的间隙,如 图。餐桌离地高度为 h=0.8 m,将某小物体放置在圆盘边缘,该物体与圆 盘的动摩擦因数为μ1=0.6,与餐桌的动摩擦因数为μ2=0.225,设小物
提高作业(57离心现象及其应用)
提高作业(5.7离心现象及其应用)1.物体做离心运动时，运动轨迹的形状为…… A.一定是直线 B.一定是曲线C.可能是直线也可能是曲线D.可能是一个圆2.汽车在倾斜的弯道上拐弯，如图5－26所示，弯道的倾角为θ，半径为r ，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是（提示：转弯半径是水平的）图5－26A.θsin grB.θcos grC.θtan grD.θcot gr3.质量为m 的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是v .当小球以2v 的速度经过最高点时，对轨道的压力值是A.0B.mgC.3mgD.5mg 4.洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时 ①衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力②衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力 ③筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大 ④筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大 以上说法正确的是 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 5.在下列哪几种情况下，原来做圆周运动的物体将产生离心运动 ①物体所受的合外力突然消失 ②物体所受的合外力突然增强③物体所受的合外力小于所需的向心力 ④物体所受的合外力大于所需的向心力 A.①③ B.①② C.②③ D.③④ 6.做离心运动的物体，它的速度变化情况…… ①速度大小不变，方向改变 ②速度大小改变，方向不变 ③速度大小和方向可能都改变 ④速度大小和方向可能都不变 A.①② B.②③ C.③④ D.④①图5－277.在一个内壁光滑的圆锥桶内，两个质量相等的小球A、B紧贴着桶的内壁分别在不同高度的水平面内做匀速圆周运动，如图5－27所示，则①两球对筒壁的压力相等②A球的线速度一定大于B球的线速度③A球的角速度一定大于B球的角速度④两球的周期相等以上说法正确的是A.①②B.②③C.①④D.②④二、非选择题（共32分）8.（4分）已知一辆质量为M的汽车通过拱形桥的桥顶时速度为v,问此时汽车对桥面的压力为______（桥的曲率半径为R）9.（4分）一吊车以5 m/s的速度在水平公路上匀速前进，长为2 m的悬绳吊着1 t的货物.则绳对货物的拉力是______N.吊车紧急刹车一瞬间，悬绳对货物的拉力是______N.图5－2810.(4分）如图5－28所示，电动机和飞轮的总质量为M，飞轮边缘固定着一质量为m 的物块，物块到轴距离为r，电动机匀速转动，当物块转到最高点时，电动机恰对地面无压力，则飞轮的角速度为______rad/s.图5－2911.（6分）如图5－29所示，圆盘半径为R，当圆盘绕竖直轴作匀速转动，盘边缘所悬物体“飞起”，悬线长为l，悬线与竖直方向夹角为α.求圆盘的角速度.12.（7分）试证明圆锥摆的周期T,只与摆球离悬点的高度h有关而与摆球的质量无关.图5－3013.(7分)如图5－30所示，内表面光滑的半径为R 的半球形碗内，有一质量为m 的小球以角速度ω在水平面内做匀速圆周运动.求该小球的运动平面离碗底的高度.八、离心现象及其应用一、选择题（每小题4分，共28分）1.解析：不知道物体的受力情况，则无法确定其运动轨迹是直线还是曲线. 答案：C2.解析：mg ta n θ=m rv 2v = tan gr故C 选项正确. 答案：C3.解析：当速度为v 时，有mg =m Rv 2,v =Rg当速度为2v 时，有F N +mg =m Rv 2)2(,F N =5mg .故D 选项正确.答案：D4.解析：人衣物附在筒壁上时，受重力、弹力和静摩擦力作用，其中弹力提供向心力，重力与摩擦力为平衡力，所以①③为正确答案，故本题选B.答案：B5.解析：当物体所受的合外力消失，或不足以提供向心力，使物体的速度方向改变，沿着圆周运动，就产生离心运动.答案：A 6.C7.解析：球在光滑桶内壁做匀速圆周运动，重力mg 和桶对它的支持力F N 的合力作为向心力，由牛顿第二定律F 合=mg cot θ=m ω2r =m rv 2而F N =mg /si n θ所以，两球对桶壁的压力相等，故①正确，又因为r A >r B ,ωA =ωB , 所以v A >v B ,即②正确. 所以本题答案为A. 答案：A二、非选择题（共32分）8.解析：根据牛顿第二定律及向心力的表达式有：Mg －F N =M R v 2,F N =M (g －R v 2)答案：M (g －Rv 2)9.解析：匀速前进时F 1=mg =1000×9.8 N=9800 N 刹车瞬间F 2－mg =m Lv 2F 2=m (g +L v 2)=1000(9.8+252)=22300 N.答案：9800;2230010.解析：当物块转到最高点时，电动机恰对地面无压力，说明此时物块对飞轮加了向上的弹力F ，且F =Mg ，而物块m 此时受到重力和竖直向下的弹力F ′(F ′是飞轮对物块的作用力），其合外力提供它做圆周运动的向心力，即F 向=mg +F =m ω2r由牛顿第三定律：F 与F ′等大 即F =Mg所以ω=mr mgMg +答案：mrmgMg +11.解析：小球受到两力作用：重力mg ,绳的拉力F ，设R ′为小球做圆周运动的半径，（R ′=R +l si n α），小球所需要的向心力为：mg ta n α=m ω2R ′即 mg ta n α=m ω2(R +l ·si n α)所以ω=ααsin tan l R g +答案：ααsin tan l R g +12.解析：摆球受二力作用：重力mg 和绳的拉力F ，其合力指向圆心，为向心力由F 向=mg ta n θF 向=m ω2R =m 224TπR得mgtan θ=m 224Tπ R所以T =2πθtan g R=2πgh 答案：见解析13.解析：设小球做圆周运动的轨道平面离碗底的高度为h ，小球受两力作用：重力mg ，碗的弹力为F N ，这两力在竖直方向的合力平衡，即F N cos θ=mg ① 在水平方向的合力为向心力，即 F N si n θ=m ω2R ·si n θ ②而cos θ=RhR - ③由①②式得：cos θ=Rg 2ω R h R -=Rg2ω 所以h =R －2ωg答案：R －2ωg。
(优选)离心现象及应用
一、离心现象 1、定义：圆周运动的物体逐渐远供）
R （需）
F消失 F m v2
R （供） （需）
F消失
F mv2 R
F m v2
（供）
R （需）
F消失
F m v2 R
F mv2 R
F m v2
（供）
R （需）
一、离心现象
运用生活中的器材动手做一个 简易的棉花糖机。
1、定义：圆周运动的物体逐渐远离圆心的运动
2、产生原因：合外力突然消失或小于向心力
（不是有离心力出现）
3、轨迹：直线或曲线
F消失
4、本质：物体惯性的体现 二、离心现象应用
·
F m v2 R
F m v2 R
F mv2 R
洗衣机的脱水筒
洗衣机
转速和半径
有利：离心机，离心泵，棉花糖机等 有害：高速公路上急转弯，高速旋转的砂轮
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
离心现象及其应用（后附答案）
课前准备
1．物体做离心运动的条件是．
2．物体做离心运动时，关于它的运动轨迹下列说法中正确的是（）
A．一定是直线B．一定是曲线
C．可能是直线，也可能是曲线D．可能是一个圆
3．物体做离心运动时，它的速度变化情况是（）
A．速度大小不变，方向改变
B．速度大小改变，方向不变
C．速度大小方向可能均改变
D．速度大小方向可能均不变
课堂训练
4．关于离心运动，下列说法中正确的是( )
A．物体突然受到离心力的作用，将做离心运动
B．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时，将靠近圆心
C．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变小或消失时，将做离心运动
D．物体做离心运动的根本原因是惯性
5．市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音：“各位乘客请注意，前面车
辆转弯，请拉好扶手”，这样可以（）
A．避免在转弯时乘客向前倾倒
B．避免在转弯时乘客向后倾倒
C．避免在转弯时乘客向内侧倾倒
D．避免在转弯时乘客向外侧倾倒
6．如图5-7-1所示A、B两物体放在旋转的圆台上，静摩擦因数均为μ，
圆台旋转时，A、B均未滑动，下列说法中正确的是（）
A．A物体所受的摩擦力小
B ． B 物体的向心加速度大
C ． 当圆台的转速增加时，A 先滑动
D ． 当圆台的转速增加时，B 先滑动
7．在光滑水平桌面上，用细线系一小球，小球在桌面上做匀速圆周运动，当系球的线突然
断掉，关于球的运动，下述说法正确的是：
（ ）
A ．向圆心运动
B ．背离圆心沿半径向外运动
C ．做半径逐渐变大的曲线运动
D ．沿圆的切线方向做匀速运动
8．雨伞半径为R ，离地面高度为h ，雨伞以角速度ω旋转时，雨滴从伞边缘水平飞出，则：
（ ） A ．雨滴沿半径方向飞出，做平抛运动
B ．雨滴沿切线方向飞出，做平抛运动
C ．雨滴落地后在地上形成一个和伞半径相同的圆圈
D ．雨滴落地后在地上形成一个比伞半径大的圆圈
9．如图5-7-2所示，一质量为m 的物体用线通过光滑的水平板上的小孔与质量为M 的砝码
相连，并正在做匀速圆周运动，如果减小砝码的质量，则物
体的轨道半径r 、角速度ω、线速度v 的大小变化情况是
( )
A. r 不变，v 变小
B. r 增大，ω减小
C. r 增大，v 不变
D. r 减小，ω不变 课后拓展
一．选择题
10．汽车沿半径为R 的圆形轨道行驶，若跑道的路面是水平的，路面作用于车的摩擦力的
最大值是车重的k 倍，要使汽车不冲出圆形跑道，汽车行驶的速度最大不能超过 ( )
A ．Rg k v ≤
B ．kRg v ≤ Ｃ．kRg v 2≤ D ．k
Rg k v ≤ 11．洗衣机的甩干桶在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时（ ）
A ． 衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用
图 5-7-2
B ． 衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力提供
C ． 筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大
D ． 筒壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大
二．填空题
12．如图5-7-3所示，半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上，
顶部有一小物体m ，今给它一个初速度gR v
，则它做
运动． 13．某圆盘绕竖直转轴运动,转速n=25r/min ，把一个物体放在盘
上，物体和盘间的最大静摩擦力为物体重力的0.2倍，这个物体在盘上离转轴 还能和圆盘保持相对静止．
三．计算题
14.如图5-7-4所示是离心试验器的原理图，可以用离心试验器来研究过荷对人体的影响，
测试人的抗荷能力，离心试验器转动时，被测验者做匀速圆周运动．现观察到图中的直线（即
垂直于座位的直线）与水平杆成30º角，被测验者对座位的压力是他所受重力的多少倍？
图5-7-3
图5-7-4。