高中物理人教版 (新课标)必修27.生活中的圆周运动教学设计

第七节　离心现象及其应用

教学目标

1、知识与技能

①、知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件。

②、能结合课本所分析的实际问题，知道离心运动的应用和防止。

2、过程与方法

①、根据做圆周运动物体的速度是沿切线方向，向心力只改变速度的方向不改变速度的大小，得出物体将沿切线飞出，远离圆心。

②、让同学们讨论和交流如何利用离心现象为生产和生活服务和如何防止离心运动的发生。

3、情感态度和价值观

掌握科学规律将帮助我们利用自然规律为人类服务，同时也能防止不利因素影响我们的生活。

教学重点

离心运动的条件是：提供给物体做圆周运动的向心力不足或消失。

教学难点

对离心运动的理解及其实例分析。

教学方法：实验演示、观察总结

教学用具：小球、透明胶、水及瓶子、教学视频

教学过程

一、导入新课

在上一节课中，我们了解过“水流星”的制作以及工作原理，知道只要“水流星”的速度大于一定的值，即使在最高点，瓶口打开且倒置，水也不会洒出来。这是因为在这种情况下，水的重力提供水做圆周运动的向心力，所以水不会流出。那按道理说，如果把瓶子的口盖上，水就更加不会流出来的了。下面我们观察一个实验。

［演示实验］：漏水的“水流星”

为什么这个“水流星”在运动过程中会有水洒出来呢？通过这节课的学习，我们会便会有个明确的答案。

［板书］：离心现象及其应用

二、讲解新课

1、离心现象

我们知道，一切做圆周运动的物体都会受到向心力的作用。例如：一个质量为m的物体，绕某点O作半径为R的匀速圆周运动，其线速度为v。根据向心力公式我们很容易知道，此时物体所需要的向心力大小为。如果这时候物体所受到的合外力恰好也是，那物体就会老老实实地绕着这个点O做匀速圆周运动了。但是，如果物体受到的合外力突然消失，物体将会如何运动呢？

［演示实验］：甩小球

由实验中很明显地看出，物体将沿圆周运动的切线方向飞出，做抛体运动。为什么会出现这种情况呢？（由于物体具有惯性）

那如果物体所受到的合外力没有消失，只是比它做圆周运动所需的向心力要小的话，这时物体又会如何运动呢？

［演示实验］：甩透明胶

从实验可以看出，如果物体所受到的合外力小于物体做圆周运动所需的向心力时，物体就会一边转动，一边不断地远离圆心。我们把这样的一种现象称为离心现象。

什么是离心现象呢？在书本39页有详细的表述。做圆周运动的物体，在所受合外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，就会逐渐远离圆心，这种现象称为离心现象。我们也把物体的这样一种远离圆心的运动称为离心运动。

［板书］：1、离心现象

①、定义：P39

由离心现象的定义，你知道为什么会出现这种离心现象呢？（由于F获＜F需）

［板书］：②、条件：F获＜F需

现在我们可以解释刚上课时的实验现象了。其实瓶子的底部有个小孔，当我们使这个“水流星”做圆周运动，而且速度比较大时，水的重力不足以提供它做圆周运动的向心力。而这时由于底部有孔，所以瓶子又不能给这部分水提供弹力，所以对于这部分水而言，它所能获得的向心力比它所需要的向心力要小，因此就会做离心运动，从小孔中洒出来。

（用类比的方法帮助学生理解离心运动的条件）

2、离心现象的应用

在我们的生活中，有很多地方都应用了离心现象。同学们分组讨论一下，看能够举出多少个例子，你能够分析离心现象的原因吗？

［学生分组讨论，并发言］

［板书］：2、离心现象的应用

　　　　　①、实例：雨伞、链球、脱水筒、离心分离器等

如果一个物体原来是做着圆周运动的，那我们有什么办法可以使它做离心运动呢？

［学生思考回答］

［板书］：②、措施：a、增大v；　b、减小F合

［教学视频］：离心现象的应用

3、离心现象的防止

我们也知道，事物都具有两面性。离心现象也一样，一方面它可以为我们造福，给我们带来便利；另一方面，它也可能会给我们造成危害，因而有时也必须防止离心现象的发生。你能够举出一些防止离心现象的发生的例子吗？

［学生分组讨论，并发言］

［板书］：3、离心现象的防止

　　　　　①、实例：汽车转弯、砂轮等

既然有时离心现象会给我们造成危害，那我们应该采取什么措施去防止这些危害呢？

［学生思考回答］

［板书］：②、措施：a、增大F合；　b、减小v

三、课堂练习

例1、（《新教案》P38　例1）当我们乘坐的汽车急转弯时，会不由自主地向外侧或向外滑去，这种现象的产生是受到了“离心力”的作用吗？为什么会有这种现象产生？

例2、（《新教案》P38　随堂练习2）如图所示，已知mA＝2mB＝3mC，它们距轴的关系是rA=rC=，三物体与转盘表面的动摩擦因数相同，当转盘的转速逐渐增加时（　　）

　A、A先开始滑动　　　　B、B先开始滑动

　C、C先开始滑动　　　　D、B和C同时开始滑动

例3、（《新教案》P42　6）如图所示，质量为m的物体A放在水平转台上，通过转台中心的孔，用细线与另一质量为M的物体B相连，物体A和转台间的最大静摩擦力为Fm，绳与孔间的摩擦不计，当物体A 和转台一起转动时，物体A的转动半径为R，转台的角速度变化范围是　　　　　　　　。

四、课堂小结：

1、离心现象的定义及条件

2、离心现象的应用及防止

五、布置作业：完成《新教案》相应的练习

附：板书设计

离心现象及其应用

1、离心现象

①、定义：P39

　②、条件：F获＜F需

2、离心现象的应用

①、实例：雨伞、链球、脱水筒、离心分离器等

②、措施：a、增大v；　b、减小F合

3、离心现象的防止

①、实例：汽车转弯、砂轮等

②、措施：a、增大F合；　b、减小v