【高中物理】离心现象及其应用
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离心现象的原理和应用简介离心现象是指物体在离心力作用下产生的偏离轨迹的现象。
离心现象广泛应用于许多工程和科学领域,本文将介绍离心现象的基本原理和常见的应用。
原理离心现象的原理基于离心力的作用。
离心力是指物体在旋转体上运动时,由于离开旋转中心而产生的向外的力。
它与物体的质量和运动速度有关,可以用以下公式表示:F = m * v^2 / r其中,F表示离心力,m表示物体的质量,v表示物体的速度,r表示离旋转中心的距离。
根据这个公式可以看出,离心力与速度的平方成正比,与离旋转中心的距离的倒数成正比。
这意味着,离心力会随着速度的增加而增加,同时离旋转中心的距离越大,离心力也越大。
离心现象的原理可以用以下几点来总结:1.对于旋转体上的物体,速度越大,离心力越大。
2.对于相同的速度,离旋转中心的距离越大,离心力越大。
3.离心力的方向指向远离旋转中心的方向。
应用离心现象在工程和科学领域有许多重要的应用。
以下是一些常见的应用示例:1. 离心机离心机是运用离心现象工作的一种设备,广泛应用于化学、生物、医学等领域。
离心机通过产生高速旋转,利用离心力分离物质中的固体颗粒或液体成分。
离心机的不同部分可以用离心力的强度和方向的变化来分离不同的物质。
2. 离心泵离心泵是利用离心力将液体推送到较远距离的一种设备。
离心泵通过高速旋转叶片产生离心力,使液体沿着泵的轴线方向移动。
离心泵的设计可以根据需求来调整离心力的大小和方向,适应不同的工作条件。
3. 自动洗衣机自动洗衣机利用离心现象来进行洗涤和脱水。
在洗涤过程中,自动洗衣机通过旋转内筒生成离心力,使水和洗涤剂充分混合,并通过摩擦来清洗衣物。
在脱水过程中,洗衣机通过高速旋转产生离心力,使衣物快速脱水。
4. 离心浓缩器离心浓缩器是一种常用的分离和浓缩溶液的设备。
离心浓缩器通过产生高速旋转,利用离心力将溶液中的溶质分离出来,并实现溶液的浓缩。
离心浓缩器广泛应用于化学、制药、食品等领域。
高一物理离心现象及其应用教案设计发现实验背后的物理原理发现实验背后的物理原理一、实验背景及理论分析离心现象是指物体在旋转时受到离心力作用而发生展开的现象。
离心现象在日常生活、工业生产和科学研究中都有广泛的应用,如采用离心法提取红细胞、蛋白质等生物样品中的成分;离心干燥设备可用于干燥粉状、颗粒状或断屑状物品等的干燥、脱水加工。
离心机是离心法的核心工具,主要由电动机、转子、离心管、离心管座、调速装置等组成。
在离心机中,离心管是最常用的容器,离心管在离心机在转速的作用下,外侧会产生较大的离心力,使其中的物质向外摆动,形成了离心沉淀和离心分层现象。
离心现象的产生是由于旋转物体的离心力的作用,离心力也被称为向心力的反作用力。
离心力的大小与物体的质量、旋转半径和旋转的角速度有关,一般用公式F=mv²/r来计算。
其中,F为离心力,m为物体的质量,v为物体的速度,r为离心力的作用半径。
二、实验目的1、通过实验探讨离心现象的机理和原理。
2、培养学生的实验操作能力和实验文字记录能力。
3、提高学生分析数据的能力,以及科学思维的能力。
4、了解离心现象的应用和扩展。
三、实验器材和试剂离心机、离心管、小刷子、试管架、科学计时器、莱茵曼染色液。
四、实验设计及步骤1、组装离心机,俯瞰离心管座,将离心管放入离心管座中,注意离心管要平衡。
2、使用小刷子清洗离心管内部,以防止离心管底部沉淀和物体附着,影响分析结果。
3、将莱茵曼染色液均匀混合后,从离心管底部加入液体,大约占离心管的1/4 - 1/5 。
4、将离心机慢慢加速到最大转速,在离心机达到恒定速度时开始计时。
5、在离心机慢慢减速时,用计时器计时,并观察离心管壁上的横线上所形成的层次。
6、停止离心机后,将离心管取出,并观察横线上所形成的层次,测量每层深度和它们之间的距离。
7、对实验结果进行数据分析,并提出相关的结论。
五、实验结果及分析1、在离心机加速的过程中,离心管内的莱茵曼染色液会向离心管的壁移动,形成分层,上层为血清,下层为红细胞。
离心现象及其应用
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.知道什么是离心现象,明确物体做离心运动的条件
2.能结合课本提出的问题具体分析,了解离心运动的应用和防止.
(二)能力训练点
培养分析说理的能力,提高科学表述的能力.
(三)德育渗透点
事物都是一分为二的,有利也有弊,充分扬长避短,是一种科学态度,也是一种科学方法.(四)美育渗透点
通过学生对几种离心机的使用,把审美欣赏与操作有机结合,从而提高学生审美的感受力和鉴别力.
二、学法引导
让学生动手去做各种离心演示实验,激发学生在结合学过的向心力知识寻找本质规律.
三、重点·难点·疑点及解决办法
1.重点
理解离心运动的条件、知道离心运动的应用和防止.
2.难点
结合具体事例分析离心运动,融会贯通,举一反三.
3.疑点
离心运动是否受到“离心力”?
4.解决办法
由浅入深,由表及里,通过现象看本质.采用提出问题,引导学生分析和解决问题的方法,充分调动学生独立思考的积极性.
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
录像片:常见的离心现象.
课件:离心运动的应用和防止
多媒体设备
六、师生互动活动设计
1.教师通过录像和多媒体演示,帮助学生分析离心运动产生的原因.
2.学生通过观察、操作来讨论研究,提高分析应用能力.
七、教学步骤
(一)明确目的
(略)
(二)整体感知
这一节课不是可有可无的课,要充分利用课本的素材,提高学生综合运用知识的能力.(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1.离心现象
提问:物体为什么能做圆周运动?
是因为物体受到向心力,向心力使物体维持在圆周轨道上,而不是沿圆周切线方向飞离轨道.
反问:如果向心力突然消失,会出现什么情况?
学生议论.
演示录像片.
再问:如果合力不足于提供所需的向心力,会出现什么情况?
演示录像片,学生议论.
小结:做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失或者不足于提供圆周运动的所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动称做为离心运动.
注意:离心运动的原因是合力突然消失,或不足以提供向心力,而不是物体又受到什么“离心力”.
2.离心运动的应用和防止
教学方法是:现看录像或课件,思考其中原因,互相议论交流.
注意学生表述的科学性,培养习惯,提问能力.
实例1:离心干燥器
实例2:洗衣机脱水
实例3:体温计甩水银柱
实例4:棉花糖的产生
实例5:汽车转弯
实例6:高速转动的砂轮
鼓励学生再举例说明离心运动的应用和防止
(四)总结、扩展
离心现象是一种常见的现象,要理解其产生的原因,并会用来解释有关的问题.
讨论:撑开的雨伞上附有雨水,转动伞柄,雨水会被甩去,试分析雨滴运动的轨迹.
八、布置作业
阅读课文
对雨伞甩雨水问题定量讨论:若已知伞柄半径为r,角速度为ω,高为h,求雨滴落到地面上的轨迹.
九、板书设计
离心现象及其应用
1.离心现象
2.离心运动的应用和防止
十、背景知识与课外阅读
潮汐产生的原因
到过海边的人都知道,海水有涨潮和落潮现象.涨潮时,海水上涨,波浪滚滚,景色十分壮观;退潮时,海水悄然退去,露出一片海滩.我国古书上说:“大海之水,朝生为潮,夕生不汐”.那么,潮汐是怎样产生的?
古时候,很多资哲都探讨过这个问题,提出过一些假想.古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样,也要呼吸,潮汐就是地球的呼吸.他猜想这是由于地下岩穴中的振动造成的,就像人的心脏跳动一样.
随着人们对潮汐现象的不断观察,对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识.我国古代余道安在《海潮图序》一书中说:“潮之涨落,海非增减,盖月之所临,则之往从之.”汉代思想家王充在《论衡》中写到:“涛之起也,随月盛衰”.他们都指出了潮汐与月球有关系.到了17世纪80年代,英国科学家牛顿发现了万有引力定律以后,提出了潮汐是由于月球和太阳对海水的吸引力引起的假设,从而科学地解释了潮汐产生的原因.
原来,海水随着地球自转也在旋转,而旋转的物体都受到离心力的作用,使它们有离开旋
转中心的倾向,这就好像旋转张开的雨伞,雨伞上水珠将要被甩出去一样.同时海水还受到月球、太阳和其他天体的吸引力,因为月球离地球最近,所以月球的吸引力较大.这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力.由于地球、月球在不断运动,地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化,因此引潮力也在周期性变化,这就使潮汐现象周期性地发生. 十一、随堂练习
1.汽车在半径为R 的水平弯道上转弯,如果汽车与地面间的动摩擦因数为μ,那么使汽车发生侧滑的最小速度为 ( )
A .Rg
B .Rg μ
C .g μ
D .mg μ
2.物体做离心运动时,它的加速度 ( )
A .一定变为零
B .可能变为零
C .一定不变
D .可能保持不变
3.雨伞半径为R ,高出地面h ,雨伞以角速度ω旋转时,雨滴从伞边缘飞出(
) A .沿飞出点半径方向飞出,做平抛运动
B .沿飞出点切线方向飞出,做平抛运动
C .雨滴落在地面上后形成一个和伞半径相同的圆圈
D .雨滴落在地面上后形成半径r =R g h /212ω+的圆圈
答案:1.B 2.BD 3.B。