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
知道离心现象的一些应用和可能带来的危害
培养学生应用理论知识解决实际问题的能力
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)或者不足以提供向心力(F<mrω2)的情况下,物体做离心运动,建议再加上F>mrω2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“外力必须等于mrω2时,物体才可做匀速圆周运动”有好处
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