|
1、离心运动 （1）离心运动的定义 做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者不足以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，叫做离心运动。 （2）离心现象条件分析 ①做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动，如图中B所示 ②当产生向心力的合外力消失，F=0，物体便沿所在位置的切线方向飞出去，如图中A所示。 ③当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力， （3）离心运动的应用和危害 利用离心运动制成离心机械，如：离心干燥器、洗衣机的脱水筒等。 汽车、火车转弯处，为防止离心运动造成的危害，一是限定汽车和火车的转弯速度不能太大；二是把路面筑成外高内低的斜坡以增大向心力。 例1、洗衣机的脱水筒在工作时，有一件衣物附着在竖直的筒壁上，则此时 A. 衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用 B. 衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供 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筒的转速的增大而增大 解析：对衣物研究 竖直方向： 水平方向： 当角速度增大时，摩擦力 答案：AC 2、离心运动是因为受到离心力吗？ 离心运动是圆周运动知识的一般应用，所谓离心是基于圆周运动来说的一种现象，所以它的运动力学规律特点也是对比于圆周运动规律来研究的。也可以说圆周运动是离心运动和近心运动的临界运动形式。将三者对比起来就会更加理解三者的规律和特点。 离心运动是相对于圆周运动来说的。物体之所以能够做圆周运动是因为物体所受的合外力具有一定特点（或者说满足一定条件），才能达到使物体做圆周运动的效果。当外力不满足所希望的圆周运动的条件时，物体就不会做所希望的圆周运动。比如物体在外力提供的向心力F的作用下，能够以速度 例2、水平转盘上的物体随转盘一起转动，物体相对于盘的运动趋势是不是与物体运动的方向相反？ 解析：此问题可以帮助我们理解离心运动。若在转动的过程中摩擦力消失，则物体相对于盘就会由原来的相对运动趋势变为相对运动，即离心运动。如果说得详细一些，物体相对于盘的运动趋势就是相对盘上接触点的运动趋势。而这个点做的是圆周运动。这就说明了离心运动是相对圆周运动的离心。 不论任何运动都满足一般规律：当力的方向和速度方向共线时，力的效果为改变速度的大小；当力的方向和速度方向垂直时，力的效果为改变速度的方向，从而导致曲线运动。 物体做圆周运动的向心力是靠静摩擦力提供的。 如果物体做的是匀速圆周运动，速率大小不变，所以可以判断沿速度方向（切线方向）是没有力的效果的，静摩擦力完全用来提供向心力，方向指向圆心。根据静摩擦力产生的条件，物体相对于盘运动趋势的方向与所受静摩擦力的方向相反，即有沿半径离心的趋势。 如果物体在转盘上做的不是匀速而是加速转动，则摩擦力就不仅提供向心力了，还提供切向力。此时摩擦力的方向就不再指向圆心，而是夹在径向和切向之间，物体相对于盘的运动趋势方向就是其反方向。 总而言之，只要做圆周运动，物体所受静摩擦力的方向就不会和其运动方向相同，物体相对盘的运动趋势就不会和运动方向相反。
例3、2002年12月30日，我国成功发射并回收了“神舟”四号宇宙飞船，2003年10月15日成功发射了载人飞船。飞船中的宇航员需要在航天之前进行多种训练，下图是离心试验器的原理图。可以用此实验研究过荷对人体的影响，测定人体的抗荷能力。离心试验器转动时，被测者做匀速圆周运动。现观察到图中的直线A B（线A B与舱底垂直）与水平杆成30°角，则被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍？
解析：人受重力和弹力的作用，两个力的合力提供向心力。 受力分析如图所示
在竖直方向： 在水平方向： 联立两式得： 由牛顿第三定律知，人对座位的压力是其重力的2倍。 |
|
|
=
=
