粤教版高一物理必修二教案：2.3离心现象及其应用
【优质课件】粤教版高中物理配套2.3离心现象及其应用粤教版高中物理必修2优秀课件.ppt
【解题指导】三个物体均未滑动时，转动的角速度相 同，a=ω2r，静摩擦力等于向心力；转速增加，静摩擦力 不足以提供向心力的先滑动.
【标准解答】选A、D.三个物体均未滑动时，做圆周运动的 角速度相同，均为ω，根据a=ω2r知，半径最大的向心加 速度最大，A正确；三个物体均未滑动时，静摩擦力提供向 心力， fA=2mω2R，fB=mω2R, fC=2mω2R，B物体受的摩擦 力最小，B错误；转速增加时，角速度增加，当三个物体都 刚要滑动时，对A：2μmg=2mω2R，对B：μmg=mω2R，对C： μmg=2mω2R，所以当转速增加时，C的静摩擦力提供向心 力首先达到不足，C物体先滑动，D正确；A与B要么不动， 要么一起滑动，C错误.
的作用力恰等于其重力，重物运动到最高点时电动机最易
离开地面.
【标准解答】选A.当重物运动到最高点时，由牛顿第二定
律对重物有F+mg=mω2r
①
对电动机有F′=Mg
②
其中F与F′为作用力和反作用力，故F=F′
③
解得飞轮的角速度ω= (M m) g ，故A正确.
mr
对离心运动的条件理解不清造成错误
【解题指导】解答本题应把握以下两点：
【标准解答】选C.做圆周运动的物体产生离心现象的原因 是F合<mω2r，或者F合突然消失，而非物体所受到的离心力 大于向心力，故A错误；当F合突然消失时，物体由于惯性沿 切线飞出，做匀速直线运动，故C正确，B、D错误.
【规律方法】离心运动的分析技巧 (1)物体所受的合外力是否满足物体做圆周运动所需要的向 心力，即“提供”是否满足“需求”.物体做圆周运动所需 要的向心力越大，物体就越容易发生离心现象. (2)离心现象是做圆周运动的物体所受合力减小，或合力突 然消失所致的现象，而不是离心力大于向心力(F合<mω2r) 的缘故. (3)当提供向心力的合力大于需要的向心力(F合＞mω2r)时， 物体将做“向心运动”.
【最新】粤教版必修2 第二章第三节离心现象及其应用 课件(39张)
圆周运动
第三节 离心现象及其应用
学
习
目
标 重点
重
点
难
点
1.通过生活现象了解 离心运动实例.
1.离心运动的概念及
2.知道物体做离心运
动的条件. 3.通过实例分析了解 离心运动的应用与防 止.
难点 条件. 2.离心现象的利和 弊．
对离心运动实例的分
析.
知识点一 离心现象 提炼知识 1．定义：做圆周运动的物体所受的合外力突然消失 或者不足以提供向心力时，物体将沿切线方向飞出或者 做远离圆心的曲线运动，这种运动叫离心运动． 2．产生条件：物体所受的合外力突然消失或者不足 以提供向心力．
判断正误 (1)做离心运动的物体可以沿半径方向运动．(×) (2)离心运动一定没有好处．(×) (3)投掷链球利用了离心现象．(√)
小试身手 2．下列做法中不是为了防止物体产生离心运动的是 ( ) A．汽车转弯时要限制速度 B．转速很高的砂轮半径不能做得太大 C．在修筑铁路时，转弯处内轨要低于外轨 D．用离心水泵抽水
A．两物体均沿切线方向滑动 B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远 C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生 滑动 D．物体 B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体 A 发生滑动，离圆盘圆心越来越远 解析：A、B 两物体刚好还未发生滑动时，A、B 所 受摩擦力都达到最大摩擦力 fmax，A、B 受力情况如图．
拓展二 离心现象的应用与防止
请结合如图所示的情境思考：
(1)汽车在转弯时为什么要限速？ (2)要防止离心现象的发生可采取哪些办法？
提示：(1)车速过大时，容易发生离心现象． (机的脱水筒、离心分离器等． 例如：洗衣机脱水筒在甩干时，正是利用了水滴的 离心运动．脱水筒转得比较慢时，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．当脱水筒 转得比较快时，附着力 F 不足以提供所需的向心力，于 是水滴做离心运动，穿过筒上的小孔，飞到孔外．
高中物理 2.3离心现象及其应用学案 粤教版必修2
§2.3 离心现象及其应用【学习目标】【知识和技能】(1)知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件，(2)结合生活中的实例，知道离心运动的应用和危害及其防止【过程和方法】(1)通过观察实验，让学生体会在什么条件下物体做离心运动，(2)通过列举生活中离心现象，认识离心现象在生活和生产中的应用和危害【情感、态度和价值观】(1)通过应用所学知识与方法认识自然，激发学习物理的兴趣．(2)感悟科学是人类创造发明的基础，激发学习热情．【学习重点】物体做离心运动所满足的条件。
【知识要点】离心现象一、定义当物体所受的合外力突然消失或者不足以提供它所需要的向心力时，物体将沿切线方向飞出或者做离圆心越来越远的曲线运动，这种运动叫做离心运动，即为离心现象.二、产生的原因向心力的作用效果是改变物体运动的方向，如果向心力突然消失时（例如用绳系住小球转，绳突然断裂），则物体的速度方向不再变化，由于惯性，物体将沿此时的速度方向（即切线方向）按此时速度的大小飞出，如果提供的外力小于物体做匀速圆周运动所需要的向心力，虽然物体的速度方向还要变化，但速度方向变化较慢，因此物体偏离原来的圆周做离心运动，其轨迹为圆周和切线间的某条曲线，见图2－3－1所示.F =m r2F m ＜r2FFF =0图2－3－1同学们都有这样的体会：当你所乘的汽车急转弯时，你会不由自主地向外倾斜或向外滑去，这种情况的产生并不是受到了“离心力”的作用，而是惯性的一种表现，即发生了离心现象.三、产生条件当外界提供的向心力突然消失（比如系绳断裂）或小于做圆周运动的物体所需要的向心力时，才会发生离心现象.离心现象的应用在日常生活中，离心现象是经常发生的，离心现象对人类来说既有有利的一面，又有危害的一面，对有利的一面应加以利用，对有害的一面应设法防止.离心运动在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用，离心沉淀器就是一种利用离心现象的机械，它可以使混浊液体中密度较大的物质加速沉淀，譬如，医疗上就是利用此离心沉淀器来分离血浆的.如果人骑自行车骑得很快，在转弯的地方又没有掌握倾斜的技巧，那么，就可能由于离心运动而造成交通事故，因此，现代化的自行车赛车场，环形跑道是朝里倾斜的.【问题探究】离心现象在生产和生活中有什好处和害处？我们该怎样利用其好处，防止其带来的害处？请结合实例进行讨论.我的思路：离心现象是由于物体做曲线运动造成的，而曲线运动在生产和生活中经常可见.同学们尽可能展开丰富想象，结合实例进行讨论.比如洗衣机的脱水桶、离心分离器、炼钢或制作水泥管道技术等；不利方面如汽车和火车等交通工具在转弯时容易发生事故，运转的机器假如重心偏离轴心容易损坏机器等.【典型例题】例题1、从在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯段是半径为R 的圆弧，要使车速为v 时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ应等于---------（ ）A ．Rg v /arcsin 2B ．Rg v /arctan 2C ．Rg v /2arcsin 212 D ．Rg v arc /cot 2答案：B精析：为使车速为v 时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，则汽车转弯时的向心力完全由汽车的重力和路面对它的支持力合力来提供N （如图2—13）,即 F=Gtan θ -------------------(1) 由圆周运动规律有：F=mv 2/R--------(2) 由（1）、（2）两式可得tan θ=v 2/Rg 所以θ=Rg v /arctan 2，选B 。
【课堂设计】高一物理粤教版必修2课件2.3 离心现象及其应用
[要点提炼] 1． 离心运动的应用： 离心干燥器、 洗衣机的脱水筒、 离心分离器． 2．离心运动的防止：转弯限速、砂轮加防护罩等．
本 学 案 栏 目 开 关
例1
(单选)下列关于离心现象的说法正确的是
(
)
本 学 案 栏 目 开 关
A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它 将做背离圆心的圆周运动 C． 做匀速圆周运动的物体， 当它所受的一切力都突然消失时， 它将沿切线做匀速直线运动 D． 做匀速圆周运动的物体， 当它所受的一切力都突然消失时， 它将做曲线运动
本 学 案 栏 目 开 关
(2)绳子提供的向心力小于 mω2r 时，小球将逐渐远离圆心，做 离心运动．
[要点提炼] 1．离心运动的原因：合力突然消失或不足以提供所需的向心力， 而不是物体又受到了什么“离心力”． 2．合力与向心力的关系 若 F 合＝mω2r，物体做匀速圆周运动． 若 F 合<mω2r，物体做离心运动． 若 F 合＝0 时，物体沿切线飞出． 若 F 合>mω2r，物体做近心运动．
质量为 m，最大静摩擦力可近似看作与滑动摩擦力相等，则 fm＝ vm2 μmg，则有 m ＝μmg，vm＝ μgR，代入数据可得 vm≈15 m/s R v2 ＝54 km/h.当汽车的速度超过 54 km/h 时， 需要的向心力 m 大于 R 最大静摩擦力， 也就是说提供的向心力不足以维持汽车做圆周运 动的向心力，汽车将做离心运动，严重的将会出现翻车事故．
学案 3
[学习目标定位]
离心现象及其应用
本 学 案 栏 目 开 关
1.知道离心现象及物体做离心运动的条件. 2.学会判断向心、离心运动. 3.了解离心运动的应用与防止．
高中物理必修二教案-2.3离心现象及其应用1-粤教版
《离心现象及其应用》教学设计一、教材内容分析教材首先分析了离心现象发生的条件和离心运动的定义，接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害，充分体现了学以致用的思想，对培养学生的好奇心、实验探究能力和服务社会的意识有一定的作用。
课程标准对本节课的要求是通过实验探究，让学生了解出现离心现象的原因。
教材给出离心现象的概念后，介绍了日常生活中常见的离心现象以及离心机械利用离心现象的工作原理。
可见教材在本节设计上重视物理知识在生活中的应用。
由于向心力这一概念较为抽象，会导致学生在理解离心现象本质上出现误区。
在本节课的教学过程中，通过适当利用多媒体课件，来观察离心现象，这样更有助于学生对这一概念的理解和应用。
二、学生情况分析1.学生的兴趣：具有强烈的好奇心。
2.学生的知识基础：已经学过圆周运动与向心力的知识。
3.学生的认识特点：对生活中的离心现象有所接触，但并不知道此现象产生的原因与规律。
三、教学目标（一）知识与技能1、知道什么是离心现象，明确物体做离心运动的条件。
2、能结合课本提出的问题具体分析，了解离心运动的应用和防止。
3、培养分析说理的能力，提高科学表述的能力。
（二）过程与方法1、教师通过实验演示，帮助学生分析离心运动产生的原因，激发学生用学过的向心力知识寻找本质规律。
2、学生通过对实验现象的分析，总结出研究问题的方法，从而提高分析应用能力。
（三）情感态度与价值观1．通过巧妙的实验设计和分析，体会物理中提出问题、分析问题、设计实验、解决问题这一科学的探究过程，感受学习物理的乐趣。
2．通过对实验现象的分析讨论，培养学生用实事求是的科学态度去认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑的科学观。
四、教学重点及难点（一）教学重点理解离心运动的条件、知道离心运动的应用和防止．（二）教学难点结合具体事例分析离心运动，融会贯通。
“离心力”的理解。
五、教学策略选择与设计思路本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法等教学方法。
《离心现象及其应用》示范公开课教学设计【高中物理必修2粤教版】
第四节离心现象及其应用教学目标1. 知道离心现象。
2. 理解离心现象产生的原因。
3. 知道离心现象在生活中的应用，能对离心现象的应用和防止提出相应的建议。
教学重难点教学重点离心现象产生的原因、离心现象的应用和防止教学难点离心现象产生的原因、离心现象的应用和防止教学准备多媒体课件教学过程新课引入教师活动：播放离心分离的视频。
教师设问：原来不易分离的混合物经过离心机分离后，很快就分离开来了。
这是什么原因呢？讲授新课一、离心现象教师活动：演示离心现象。
在一个水平圆盘上固定一条宽度略大于乒乓球直径的槽，将乒乓球放在距圆盘中心不远处的槽内。
慢慢转动圆盘，并逐渐加速转动。
学生活动：观察老师演示的实验，并尝试作出解释。
教师设问：请大家回顾一下曲线运动的速度的方向、惯性的概念。
学生活动：思考老师所提问题，然后集体回答。
教师活动：讲解离心现象产生的原因。
做圆周运动的物体由于自身的惯性，总有沿圆周切线方向运动的趋势它之所以没有远离圆心，是因为向心力持续地把物体拉到圆周轨道上，使物体与圆心的距离保持不变。
一旦向心力突然消失，物体就会沿切线方向飞出去。
当合力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时，虽然不会沿原来的切线方向飞出去，但也不能维持原来的圆周运动，会逐渐远离圆心。
乒乓球飞出圆盘是因为随着圆盘转速的增大，乒乓球做圆周运动的向心力也增大，当乒乓球与圆盘之间的摩擦力不足以提供其做圆周运动所需的向心力时便开始远离圆心。
教师活动：讲解离心现象的概念。
做圆周运动的物体，在所受向心力突然消失或力不足以提供维持圆周运动所需向心力的情况，会做逐渐远离圆心的运动。
这种现象称为离心现象。
教师设问：刚才老师在分析离心运动过程时，也讲出了物体做离心运动的条件。
请大家提炼一下离心现象产生的原因。
学生活动：小组内思考老师所提问题，然后小组代表发言。
教师活动：理答。
教师活动：重复离心现象的产生条件。
做圆周运动的物体所受外力提供的向心力小于它做圆周运动所需要的向心力或向心力突然消失，物体做离心运动。
离心现象及其应用 教学设计 高一下学期物理粤教版(2019)必修第二册
离心现象教学设计内容教学目的1.认识离心现象。
2.体会离心现象的产生条件及其包含的运动与相互作用观念。
教学重点难点教学重点：1.离心现象的产生的概念。
2.离心现象的产生条件。
3. 离心现象在生产生活中的应用和危害。
教学难点：1.应用所学知识解释生活中的离心现象。
教学过程（一）创设情境，引入新课甩头甩水、洗衣机脱水、汽车拐弯，乃至科学研究中离心分离设备的运转，宇航员上天前的超重耐力训练，都与离心现象有着密切联系，这其中蕴含着什么样的物理原理呢？【生活情境】旋转餐桌的安全隐患，以学生熟悉的生活情境引入课堂通过播放视频：由于操作不当，旋转餐桌中的碟子被甩出。
【模型建构】将碟子的运动与圆周运动进行关联【引出概念】离心现象圆周运动的物体在一定条件下，物体逐渐远离圆心的现象，叫做离心现象。
【设计意图】一方面，以生活中的例子作为课堂引入，能够较好地激发学生的学习兴趣；另一方面，将陌生的物理模型与学生已有知识圆周运动的运动特点相联系，引导学生运用物理学的方法认识生活中的离心现象，使学生更容易接受知识。
（二）构建模型、探究规律【进行猜想】离心现象的发生与什么因素有关呢？猜想一：与转盘的旋转速度有关？猜想二：与转盘的表面粗糙程度有关？猜想三：与物体摆放的位置有关？【实验设计】实验1：将墨滴放在转盘上，观察不同转速下墨滴的运动情况。
影响因素一：离心现象的产生与转盘转速有关，当转速增至一定程度，墨滴产生离心现象。
实验2：将墨滴分别放在糙面（白）和滑面（红）转盘的对称位置，感受产生离心现象时转盘转速。
影响因素二：离心现象的产生与转盘粗糙程度有关，墨滴在滑面转盘上更容易产生离心现象。
实验3：将墨滴放在与转盘圆心不同距离的位置，观察不同位置墨滴运动情况。
影响因素三：离心现象的产生与墨滴位置有关，距离转盘圆心越远，越容易发生离心现象。
【实验结果】转盘转速越大，表面越光滑，墨滴的位置距离转盘圆心越远，墨滴越容易产生离心现象。
【理论分析】通过“供需关系”分析离心现象产生条件，并解释实验结果。
新粤教版中学物理必修二：2-3《离心现象及其应用》 课件(共15张PPT)
？问题二：
要防止离心现象发生，该怎么办？
A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动 时所需的向心力减小 B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时 所需的向心力
巩固练习：
1、下列说法正确的是 (
B
)
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将 沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时， 将沿圆周切线方向离开圆心
o
F
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。
B、a、c
C、b、d B
D、b、c
3、下列说法中错误的有：（
）
A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干
B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过 允许的最大转速 D、离心水泵利用了离心运动的原理
例题4.物体做离心运动时，运动轨迹是（C ） 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．可能是圆。
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
当网笼转得比较慢时， 解释： 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。
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第三节离心现象及其应用教学设计
一、教学目标
1.知识与技能
（1）知道什么是离心现象；
（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。
2.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。
3.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。
二、教学重点和难点
教学重点：物体做离心运动所满足的条件；
教学难点：对离心现象的理解及其实例分析。
三、教学准备
脱水机、离心分离器、视频、ppt
四、教学过程
（一）导入新课
1.思考三个问题：
（1）每个时代的孩子，都有属于他们的故事。
还记得儿时的棉花糖吗？想一想：为什么颗粒状的白砂糖放到机器里边旋转几下就变成了一团雪白的“棉花”？（播放视频）
（2）中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．当地居民认为是风水问题，你相信吗？（放视频）（3）《湖南卫视》的智勇大闯关，想一想：参赛选手在遇到
转盘时，为不被甩出去，应该跳到圆盘哪个位置更好？
2.引入离心现象概念
（1）概念：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足以提供圆周运动的所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种运动称为离心现象。
（2）物体做离心运动的条件:F
供＜F
需
（3）离心现象产生的原因分析：
当F=mrω2时，物体做匀速圆周运动；
当F=O时，物体沿切线方向飞出；
当F<mmrω2时，物体逐渐远离圆心；
当F> mrω2时．物体诼渐靠近圆心。
（4）对离心运动的进一步理解
做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出。
做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用。
【巩固练习1】下列说法正确的是 ( )
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
（二）离心运动的应用
1.让学生分组讨论与交流,每一个小
组讨论下面的一个模型的原理，再让
小组长代表发言。
【思考】小明家的洗衣机最近脱水效
果不是特别明显，如果你是维修师傅，
你该从哪些方面着手维修洗衣机？
巩固练习2：试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图所示，当转盘以一定角速度转动时( )
A．血液中密度大的物质将聚集在管的外侧
B．血液中密度大的物质将聚集在管的内侧
C．血液中密度大的物质将聚集在管的中央
D．血液中的各物质仍均匀分布在管中
（三）离心运动的防止：
【学生分组讨论】
如果某日你恰好开车经过《今日说法》里提到的湖南长沙那个公路拐弯处，你该怎么做确保安全通过？
【巩固练习3】质量为M的物体用细线通过光滑水平平板中央的光滑小孔与质量为m1、m2的物体相连，如图所示，M做匀速圆周运动的半径为r1，线速度为v1，角速度为ω1，若将m1和m2之间的细线剪断，M仍做匀速圆周运动，其稳定后的运动半径为r2，线速度为v2，角速度为ω2，则以下各量关系正确的是()
A．r2＝r1，v2<v1B．r2>r1，ω2<ω1
C．r2<r1，ω2＝ω1D．r2>r1，v2＝v1
五、课堂小结
这节课我们运用圆周运动的知识分析了离心现象，知道了产生离心运动的条件。
在实际中，当离心运动对我们有利时需要利用它，当离心运动对我们有害时就需要加以限制。
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。
当F=mrω2时，物体做匀速圆周运动；
当F=O时，物体沿切线方向飞出；
当F<mmrω2时，物体逐渐远离圆心；
当F> mrω2时，物体诼渐靠近圆心。
六、课堂板书设计。