第 3節(jié) 圓 周 運(yùn) 動(dòng) 實(shí) 例 分 析-離 心 運(yùn) 動(dòng) 實(shí)驗(yàn)演示：雨傘上的水滴飛離傘面 F vR一離心現(xiàn)象(條件: F供=0或F供mr2 )FF 當(dāng)合力F= mv2 /R=mR2，方向始終垂直于速度時(shí)，質(zhì)量為m、線速率為v的質(zhì)點(diǎn)，做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)F突然消失，則質(zhì)點(diǎn)將沿切線做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng) 當(dāng)Fmv 2 /R =mR2 ，則質(zhì)點(diǎn)將離開(kāi)圓軌道，沿一曲線做逐漸靠近圓心的運(yùn)動(dòng) 這叫向心運(yùn)動(dòng) “ 離 心 力 ” 大 于 向 心 力時(shí) ， 物 體 做 離 心 運(yùn) 動(dòng) ？ “ 離 心 力 ” 是不 存 在 的 二、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用1、離心干燥器的金屬網(wǎng)籠利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉的裝置解釋：oFm r2 F 當(dāng) 網(wǎng) 籠 轉(zhuǎn) 得 比 較 慢 時(shí) ，水 滴 跟 物 體 的 附 著 力 F 足 以提 供 所 需 的 向 心 力 F 使 水 滴做 圓 周 運(yùn) 動(dòng) 。 當(dāng) 網(wǎng) 籠 轉(zhuǎn) 得 比較 快 時(shí) ， 附 著 力 F 不 足 以 提供 所 需 的 向 心 力 F， 于 是 水滴 做 離 心 運(yùn) 動(dòng) ， 穿 過(guò) 網(wǎng) 孔 ，飛 到 網(wǎng) 籠 外 面 。 2、洗衣機(jī)的脫水筒3、用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi) 當(dāng) 離 心 機(jī) 轉(zhuǎn) 得 比 較 慢 時(shí) ，縮 口 的 阻 力 F 足 以 提 供 所 需的 向 心 力 ， 縮 口 上 方 的 水 銀柱 做 圓 周 運(yùn) 動(dòng) 。 當(dāng) 離 心 機(jī) 轉(zhuǎn)得 相 當(dāng) 快 時(shí) ， 阻 力 F 不 足 以提 供 所 需 的 向 心 力 ， 水 銀 柱做 離 心 運(yùn) 動(dòng) 而 進(jìn) 入 玻 璃 泡 內(nèi) 。 4、制作“棉花”糖的原理： 內(nèi) 筒 與 洗 衣 機(jī) 的 脫 水 筒 相似 ， 里 面 加 入 白 砂 糖 ， 加 熱 使糖 熔 化 成 糖 汁 。 內(nèi) 筒 高 速 旋 轉(zhuǎn) ，黏 稠 的 糖 汁 就 做 離 心 運(yùn) 動(dòng) ， 從內(nèi) 筒 壁 的 小 孔 飛 散 出 去 ， 成 為絲 狀 到 達(dá) 溫 度 較 低 的 外 筒 ， 并迅 速 冷 卻 凝 固 ， 變 得 纖 細(xì) 雪 白 ，像 一 團(tuán) 團(tuán) 棉 花 。要使原來(lái)作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作離心運(yùn)動(dòng)，該怎么辦？問(wèn)題一： A、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。B、減小合外力或使其消失 三、離心運(yùn)動(dòng)的防止：在 水 平 公 路 上 行 駛 的 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) F m r 2F汽車(chē) 在 水 平 公 路 上 行 駛 的 汽 車(chē) ， 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 所 需的 向 心 力 是 由 車(chē) 輪 與 路 面 的 靜 摩 擦 力 提 供的 。 如 果 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 速 度 過(guò) 大 ， 所 需 向 心 力 F大 于 最 大 靜 摩 擦 力 Fmax， 汽 車(chē) 將 做 離 心運(yùn) 動(dòng) 而 造 成 交 通 事 故 。 因 此 ， 在 公 路 彎 道處 ， 車(chē) 輛 行 駛 不 允 許 超 過(guò) 規(guī) 定 的 速 度 。？問(wèn)題二：要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？A、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小B、增大合外力，使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力 例、質(zhì)量為m物體A用線通過(guò)光滑的水平板上的小孔與質(zhì)量為M砝碼B相連，并且正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示如果減小M的質(zhì)量，則物體的軌道半徑r，角速度線速度v的大小變化情況是( ) Ar變大，v變小，變小 Br增大，減小，v不變 Cr減小，v不變，增大 Dr減小，不變，v變小 A 如圖所示，在距轉(zhuǎn)軸r處放置質(zhì)量為m的物體，物體與轉(zhuǎn)盤(pán)的動(dòng)摩擦因數(shù)為，轉(zhuǎn)盤(pán)角速度緩慢增大到多少，物體會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)？ 變式1：在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上距轉(zhuǎn)軸r/2處放置材料相同質(zhì)量為2 m的物體，則隨著轉(zhuǎn)盤(pán)角速度緩慢的增大，哪個(gè)物體先相對(duì)圓盤(pán)滑動(dòng)？ rg 思 考 ： 變式：有一傾角為a的圓盤(pán)，離圓盤(pán)中心r處有一物體，二者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，圓盤(pán)以角速度w勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求w滿足什么條件，物體不滑離圓盤(pán)？