高中物理 第2章 研究圆周运动 2.4 研究离心现象及其应用教案 沪科版必修2

2.4 研究离心现象及其应用教研中心教学指导一、课标要求1.知道离心运动及其产生的原因.2.知道离心现象的一些应用和可能带来的危害.3.培养学生应用理论知识解决实际问题的能力.4.培养学生用理论解释实

2.4 研究离心现象及其应用 教研中心 教学指导 一、课标要求 1.知道离心运动及其产生的原因. 2.知道离心现象的一些应用和可能带来的危害. 3.培养学生应用理论知识解决实际问题的能力. 4.培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯. 二、教学建议 1.关于合外力与向心力关系的讨论 在教材中，讲了合外力突然消失（F=0）或者不足以提 22 供向心力（F＜mrω）的情况下，物体做离心运动，建议再加上F＞mrω的情况，即物体所 受的力大于所需的向心力时，表现为向心的趋势（离圆心越来越近），这对学生全面理解“外 2 力必须等于mrω时，物体才可做匀速圆周运动”有好处. 2.关于“离心力”问题 教材在讲离心现象时，回避了“离心力”的概念.然而在有些科普 读物或技术书籍中，把离心现象归结为物体受“离心力”作用的结果.这里的“离心力”是 指转动坐标系（非惯性系）中物体所受的“惯性离心力”.有些中学生可能提出“离心力” 的问题，教师可以说明那是在另一参考系中引入的概念，在中学阶段不予研究. 做好有关实验 除了教材介绍的离心干燥器和离心转速计外，建议再做一些有趣的小实 验.例如：把一个小试管装满水，在水中放一些密度大于水的物质颗粒（例如把绿色塑料导 线剪成细细的一小段，这些颗粒就带上了色彩），再在水中放一些密度小于水的物质颗粒（最 好也是带色的，例如红色的蜡烛颗粒），这时，我们可以看见：红色的蜡烛颗粒浮在水上， 而绿色的塑料导线小段则沉于水底.然后，用塞子塞住试管口，将试管水平放置，系好绳子， 我们顺着某一方向将绳绞紧，松手后，试管将反向旋转.这时，我们看见一个有趣的现象： 密度大于水的绿色颗粒向两边分开，而密度小于水的红色颗粒向中间靠拢（如图）. 这个结果可这样解释：小颗粒在水中受了周围水的合压力，这个合压力恰等于与小颗粒 同体积的水滴做圆周运动所需的向心力.对密度较水小的红色蜡烛颗粒而言，这个合压力大 于它做圆周运动所需的向心力，使红色蜡烛颗粒表现为向心的倾向；反之，对密度较大的绿 色导线小段而言，水的合压力小于它做圆周运动所需的向心力，因而使绿色颗粒表现为离心 的倾向. 资源参考 新型离心现象演示器结构原理 做匀速圆周运动的物体在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时将做 逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动.教师在进行教学时，往往用“离心脱水器” “离心转速计”之类的仪器演示.但这类仪器演示后，学生有可能只从表面上了解离心运动， 而对物体做离心运动的根本原因常常不能很好理解.有的学生甚至会错误地认为：转动角速 度大是物体做离心运动的原因.为了避免学生产生这样的错觉，笔者设计制作了一种新型的 离心现象演示器. 一、结构示意图 1