第四節(jié)離心現(xiàn)象及其應(yīng)用核心素養(yǎng)點擊物理觀念知道什么是離心現(xiàn)象，知道離心現(xiàn)象產(chǎn)生的原因科學(xué)思維學(xué)會通過實例分析離心運動，能解釋生產(chǎn)、生活及科學(xué)技術(shù)中離心運動的實際問題科學(xué)態(tài)度與責(zé)任觀察生活中的離心現(xiàn)象，了解其在生活中的應(yīng)用，并知道離心運動所帶來的危害一、離心現(xiàn)象1．填一填(1)定義：做圓周運動的物體，在所受向心力

或

不足以提供維持圓周運動所需向心力的情況下，會做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動。(2)條件：向心力

或合力

圓周運動所需的向心力。2．判一判(1)離心運動是物體慣性的表現(xiàn)。

()(2)離心運動是物體受到了離心力的作用。

()(3)離心運動是沿半徑向外的運動。

()突然消失合力突然消失不足以提供√××3．想一想

如圖所示，是一款滾筒洗衣機(jī)及其滾筒，請思考洗衣機(jī)是如何將衣服甩干的？提示：當(dāng)滾筒高速旋轉(zhuǎn)時，衣服緊貼著筒壁隨圓筒高速轉(zhuǎn)動，衣服上的水滴的附著力不足以提供隨圓筒轉(zhuǎn)動的向心力時，水滴會做離心運動從圓筒的小孔中被甩出。二、離心現(xiàn)象的應(yīng)用1．填一填(1)應(yīng)用。

離心分離器、離心干燥器、脫水筒、離心水泵。(2)危害與防止。危害：如過荷太大時，飛行員會暫時失明，甚至昏厥。防止：如車輛轉(zhuǎn)彎時要

。限速2．想一想離心運動可以給我們的生活、工作帶來方便，下列事例中是否屬于離心現(xiàn)象的應(yīng)用。你還能想到哪些離心現(xiàn)象的應(yīng)用？(1)投籃球。(2)投擲標(biāo)槍。(3)用洗衣機(jī)脫去濕衣服中的水。(4)旋轉(zhuǎn)雨傘甩掉雨傘上的水滴。提示：投籃球、投擲標(biāo)槍不是離心現(xiàn)象的應(yīng)用，洗衣機(jī)脫水筒、旋轉(zhuǎn)雨傘屬于離心現(xiàn)象的應(yīng)用。離心現(xiàn)象的應(yīng)用還有離心分離器、離心水泵等。[重難釋解]1．對離心運動的理解(1)離心運動并非沿半徑飛出的運動，而是運動半徑越來越大的運動或沿切線方向飛出的運動。(2)離心運動的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)，并不是受到了“離心力”的作用。探究(一)離心運動的理解與分析2．四種運動情況的判斷如圖所示，根據(jù)物體所受合外力與所需向心力的關(guān)系，可做如下判斷：[多選]如圖甲所示，在光滑水平轉(zhuǎn)臺上放一木塊A，用細(xì)繩的一端系住木塊A，另一端穿過轉(zhuǎn)臺中心的光滑小孔O懸掛另一木塊B。當(dāng)木塊A以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，木塊A恰能在轉(zhuǎn)臺上做勻速圓周運動，圖乙為其俯視圖，則

(

)A．當(dāng)木塊A的角速度變?yōu)?.5ω時，木塊A將沿圖乙中的a方向運動B．當(dāng)木塊A的角速度變?yōu)?.5ω時，木塊A將沿圖乙中的b方向運動C．當(dāng)木塊A的角速度變?yōu)?.5ω時，木塊A將沿圖乙中的b方向運動D．當(dāng)木塊A的角速度變?yōu)?.5ω時，木塊A將沿圖乙中的c方向運動解析：木塊A以角速度ω做勻速圓周運動時的向心力由細(xì)繩的拉力提供，大小等于木塊B所受的重力，而木塊B所受重力不變，所以木塊A角速度增大時，木塊A需要的向心力大于B所受的重力，木塊A做離心運動，故B正確；木塊A角速度減小時，木塊A需要的向心力小于木塊B所受的重力，木塊A做近心運動，故D正確。答案：BD

[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．(多選)在人們經(jīng)常見到的以下現(xiàn)象中，屬于離心現(xiàn)象的是

(

)A．舞蹈演員在表演旋轉(zhuǎn)動作時，裙子會張開B．在雨中轉(zhuǎn)動一下傘柄，傘面上的雨水會很快地沿傘面運動，到達(dá)邊緣后雨水將沿切線方向飛出C．滿載黃沙或石子的卡車，在急轉(zhuǎn)彎時，部分黃沙或石子會被甩出D．守門員把足球踢出后，足球在空中沿著弧線運動解析：裙子張開屬于離心現(xiàn)象，故A正確；傘上的雨水受到的力由于不夠提供向心力導(dǎo)致水滴做離心運動，故B項正確；黃沙或石子也是因為受到的力不夠提供向心力而做離心運動，故C項正確；守門員踢出足球，足球在空中沿著弧線運動是因為足球在力的作用下做曲線運動，不是離心現(xiàn)象，故D項錯誤。答案：ABC

2．如圖所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動，若小球到達(dá)P點時F突然發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運動的說法正確的是

(

)A．F突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動B．F突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動C．F突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動D．F突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc逐漸靠近圓心解析：若F突然消失，小球所受合力突變?yōu)榱?，將沿切線方向勻速飛出，A正確；若F突然變小不足以提供所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u遠(yuǎn)離圓心的離心運動，B、D錯誤；若F突然變大，超過了所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u靠近圓心的運動，C錯誤。答案：A

3．如圖所示，底部均有4個輪子的行李箱a豎立、b平臥放置在公交車上，箱子四周有一定空間。當(dāng)公交車

(

)A．緩慢起動時，兩只行李箱一定相對車子向后運動B．急剎車時，行李箱a一定相對車子向前運動C．緩慢轉(zhuǎn)彎時，兩只行李箱一定相對車子向外側(cè)運動D．急轉(zhuǎn)彎時，行李箱b一定相對車子向內(nèi)側(cè)運動解析：緩慢起動的公交車具有向前的加速度，但加速度較小，兩只行李箱所受的靜摩擦力可能小于最大靜摩擦力，則行李箱可以相對公交車靜止，A項錯誤；急剎車時，a、b行李箱由于慣性，要保持原來的運動狀態(tài)，但a行李箱與底面的摩擦為滾動摩擦，比較小，故a行李箱會向前運動，b行李箱可能靜止不動，也可能向前運動，，B項正確；緩慢轉(zhuǎn)彎時，公交車具有指向軌跡內(nèi)側(cè)的較小的加速度，當(dāng)行李箱所受的靜摩擦力足以提供其向心力時，行李箱相對車子靜止，C項錯誤；急轉(zhuǎn)彎時，公交車的加速度較大，若行李箱b所受的靜摩擦力不足以提供所需的向心力，則其做離心運動，即相對公交車向外側(cè)運動，若行李箱b所受的靜摩擦力足以提供所需的向心力，則其相對公交車靜止，D項錯誤。答案：B

[重難釋解]幾種常見離心運動的對比圖示探究(二)離心運動應(yīng)用分析用離心機(jī)把體溫計的水銀甩回玻璃泡中當(dāng)離心機(jī)快速旋轉(zhuǎn)時，縮口處對水銀柱的阻力不足以提供向心力，水銀柱做離心運動進(jìn)入玻璃泡內(nèi)續(xù)表如圖所示，高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R＝100m，汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.23。最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，若路面是水平的，問汽車轉(zhuǎn)彎時不發(fā)生徑向滑動(離心現(xiàn)象)所允許的最大速率vm為多大？當(dāng)超過vm時，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？(g＝9.8m/s2)[素養(yǎng)訓(xùn)練]1. 如圖所示為洗衣機(jī)脫水筒的示意圖，當(dāng)脫水筒從靜止開始到完

成脫水的過程中

(

)A．衣服上的水做離心運動B．衣服始終做勻速圓周運動C．衣服始終做離心運動D．衣服上的水始終做勻速圓周運動解析：當(dāng)脫水筒從靜止開始到完成脫水的過程中，速度大小發(fā)生變化，故衣服不是做的勻速圓周運動，故B、D錯誤；衣服上的水做離心運動，故A正確，C錯誤。答案：A

2．如圖所示是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時的情形。轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)

低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車

將發(fā)生滑動。對于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是(

)A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B．摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去解析：摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒有離心力，選項A錯誤；摩托車正常轉(zhuǎn)彎時可看作是做勻速圓周運動，所受的合力等于向心力，如果向外滑動，說明提供的向心力即合力小于需要的向心力，選項B正確；摩托車將沿曲線做離心運動，選項C、D錯誤。答案：B

3．

(1)游樂場的旋轉(zhuǎn)盤上，開始時有的人離轉(zhuǎn)軸近一些，有的人離轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)一些(如圖)。

當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤加速時，哪些人更容易發(fā)生滑動？為什么？(2)握住體溫計的頂部用力甩，就能把水銀甩回玻璃泡內(nèi)。如何解釋這個現(xiàn)象？醫(yī)院每天要用很多支溫度計，如果一支支地甩，是很費時間的。你能想到簡便方法嗎？一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維如圖所示，是圓筒式的旋轉(zhuǎn)拖把，是家庭中的常用衛(wèi)生打掃的工具，使用簡單、便捷。請思考：(1)在使用的過程中，它能夠迅速給拖把脫水，你能夠說出其中的原理嗎？(2)物體做離心運動的條件是什么？解析：(1)利用的是離心運動。(2)當(dāng)需要的向心力大于提供的向心力時，物體將做離心運動。答案：見解析二、注重學(xué)以致用和思維建模

如圖甲是滾筒洗衣機(jī)滾筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒壁上有很多光滑的突起和小孔。洗衣機(jī)脫水時，衣物緊貼著滾筒壁在豎直平面內(nèi)做順時針的勻速圓周運動，如圖乙。a、b、c、d分別為一件小衣物(可理想化為質(zhì)點)隨滾筒轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過的四個位置，a為最高位置，c為最低位置，b、d與滾筒圓心等高。下面說法正確的是

(

)A．衣物在四個位置加速度大小相等B．衣物對滾筒壁的壓力在a位置比在c位置的大C．衣物轉(zhuǎn)到a位置時的脫水效果最好D．衣物在b位置受到的摩擦力和在d位置受到的摩擦力方向相反解析：衣物做勻速圓周運動，角速度(或線速度)大小恒定，根據(jù)向心加速度a向＝ω2r可知衣物在四個位置加速度大小相等，A正確；衣物在a位置，在向心方向，根據(jù)牛頓第二定律Na＋mg＝mω2r，同理，在c位置Nc－mg＝mω2r，可知Na＜Nc，結(jié)合牛頓第三定律