离心现象及其应用全面版
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离心现象及其应用简介离心现象是指液体在旋转状态下,由于离心力的作用而产生和表现出的一系列现象。
离心现象在众多领域中有着广泛的应用,特别在化学、生物学、医学和工程技术等领域中发挥着重要的作用。
本文将介绍离心现象的基本原理和相关应用。
离心现象的原理离心现象的基本原理是液体在旋转过程中由于离心力的作用,产生浓度梯度,使得较重的物质向离心轴(旋转中心)靠拢,而较轻的物质则远离离心轴。
基于这一原理,离心现象常用于分离混合物中的不同成分、富集某些物质以及测量和研究物质的性质等。
离心技术在生物学中的应用离心技术在生物学研究中扮演着至关重要的角色。
离心机是生物学实验室的常见工具之一,其应用包括但不限于以下几个方面:分离细胞和细胞器离心机通过不同的离心力和离心时间,可将细胞和细胞器以不同速度沉降到不同层次,从而实现其分离和富集。
这对于研究细胞结构和功能、提取细胞器以及制备纯化蛋白质等都具有重要意义。
提取核酸和蛋白质离心技术可用于蛋白质和核酸的提取和纯化过程中。
通过离心,可以将细胞破碎后的混合物离心沉淀,从而得到目标物质。
这为研究基因组学和蛋白质组学提供了有效方法。
分析血液和尿液中的成分离心技术也被广泛应用于临床实验室中。
通过离心可将血液和尿液样品分离成红细胞、白细胞、血小板等不同组分,进而进行相关的分析和检测。
这有助于临床医学的诊断和治疗。
离心技术在化学中的应用离心技术在化学领域中有着多样的应用。
以下是一些例子:分离液体中的杂质离心机可以用于分离液体中的悬浮物或杂质。
通过离心,悬浮物会沉降到管底,使得上清液呈现较高的纯度。
这在制备纯化试剂和分析化学中非常常见。
分离合成产物离心技术可以用于分离化学合成反应中的产物。
通过调整离心参数,可将反应混合物中的产物与废料分离,从而得到纯净的产物。
这对于合成有机化合物和药物研发非常重要。
富集稀有元素和溶解物离心技术可以用于富集溶液中的稀有元素和溶解物。
通过调整离心条件,将目标物质富集到一定位置,从而实现有效提取和分离。
离心现象及其应用教案一、教学目标1. 让学生了解离心现象的定义及其产生的原因。
2. 让学生掌握离心现象在实际生活中的应用。
3. 培养学生的观察能力、分析能力和动手操作能力。
二、教学内容1. 离心现象的定义及产生原因2. 离心现象的观察与分析3. 离心现象的应用实例4. 离心机的原理与操作5. 离心现象在生活中的利与弊三、教学方法1. 采用讲授法讲解离心现象的定义、产生原因及应用实例。
2. 采用观察法分析生活中的离心现象。
3. 采用实验法操作离心机,让学生亲身体验离心现象。
4. 采用讨论法让学生探讨离心现象的利与弊。
四、教学准备1. 准备PPT课件,内容包括离心现象的定义、产生原因、应用实例等。
2. 准备实验器材,如离心机、液体等。
3. 准备相关资料,如离心现象在生活中的应用案例。
五、教学过程1. 导入:通过播放离心现象的视频,引起学生的兴趣,进而引入本节课的主题。
2. 讲解:讲解离心现象的定义、产生原因及应用实例。
3. 观察与分析:让学生观察生活中的离心现象,并进行分析。
4. 实验操作:让学生分组操作离心机,亲身体验离心现象。
5. 讨论:让学生探讨离心现象的利与弊。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强调离心现象在实际生活中的应用。
7. 作业:布置相关作业,让学生巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对离心现象定义和产生原因的理解。
2. 实验报告:评估学生在实验操作中对离心现象的观察和分析能力。
3. 讨论记录:评价学生在讨论离心现象利与弊时的参与度和思考深度。
4. 作业完成情况:检查学生对课堂所学知识的巩固和应用能力。
七、教学拓展1. 邀请相关领域的专家或企业代表进行讲座,分享离心现象在实际工作中的应用。
2. 组织学生参观实验室或相关企业,直观了解离心现象的实际操作和应用。
3. 鼓励学生进行小发明、小制作,将离心现象应用于解决实际问题。
八、教学反思1. 反思教学内容是否适合学生的认知水平,是否需要调整难度。
离心现象及其应用教学目标知识目标: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.能力目标:1、培养学生应用理论知识解决实际问题的能力情感目标1、培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯.教学建议教材分析教材首先分析了离心现象发生的条件和离心运动的定义,接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害,充分体现了学以致用的思想.教法建议学习离心运动的概念时,通过充分讨论,让学生明确几点:第一:做圆周运动的物体,一旦失去向心力或向心力不足,都不能再满足把物体约束在原来的圆周上运动的条件,这时会出现物体远离圆心而去的现象.第二:可补充加上提供的向心力F大于物体所需向心力时,(),表现为向心的趋势(离圆心越来越近)这对学生全面理解“外力必须等于时,物体才可做匀速圆周运动”有好处.第1————来源网络整理,仅供供参考三:离心运动是物体具有惯性的表现,而不是物体受到“离心力”作用的结果.有些学生可能提出,“离心力”的问题,教师可以说明那是在另一参照系(非惯性系)中引入的概念,在中学阶段不予研究.关于离心运动的应用和防止,可引导同学讨论完成.教学设计方案教学重点:离心运动产生的条件教学主要设计:一、离心运动(一)讨论:在光滑水平面上,用细绳系一个小球,使其在桌面上做匀速圆周运动.若细绳突然断了,小球将如何运动?若拉绳的力变小了,小球如何运动?若拉绳的力变大了,小球如何运动?(二)展示“魔盘”娱乐设施的动画资料讨论:“魔盘”上的人所需向心力由什么力提供?为什么转速一定时,有的人能随之一块做圆周运动,而有的人逐渐向边缘滑去?(三)用提供的力与需要的向心力的关系角度解释上述现象,得到离心运动的条件和概念.(配合课件1)二、离心运动的应用和防止:可提出一些问题让学生讨论解决:如:(1)洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴,在脱水筒工作时,水滴需————来源网络整理,仅供供参考 2要的向心力由什么决定?提供的向心力由什么决定?什么情况下,水滴将被甩出?(2)在公路转弯处,为什么车辆行驶不允许超过规定的速度?(3)为什么砂轮、飞轮等都不得超过允许的最大转速?等等探究活动观察并思考:1、汽车、自行车等在水平面上转弯时,为什么速度不能过大?2、滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿势,并分析其受力情况?3————来源网络整理,仅供供参考。
离心现象及其应用全面版一、本节教材分析教材首先从实际常见的案例中引出离心现象最后探究得到发生离心现象的条件和离心运动的定义,接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害,充分体现了学以致用的思想。
本节主要让学生了解离心现象产生的原因及其在生产上的应用,教学时要充分利用课本的素材,提高学生综合运用知识的能力。
但是有些与离心运动有关的实际问题比较复杂,教学举例时应列举常见容易理解的例子。
二、教学任务分析本节课的三维目标制定如下:(一)知识与技能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。
3、培养分析说理的能力,提高科学表述的能力。
(二)过程与方法1、教师通过录像和多媒体课件演示,帮助学生分析离心运动产生的原因,激发学生用学过的向心力知识寻找本质规律。
2、学生通过观察实验现象,亲手操作离心实验来讨论研究,从而提高分析应用能力。
(三)情感态度与价值观1、事物是一分为二的,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。
2、通过学生对几种离心机的使用和制作,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。
重点难点疑点及解决办法如下: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﹑疑点离心运动是否是受到了“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.三﹑学生特点及对应的教学方法1﹑学生情况分析兴趣的产生与好奇心和求知欲密切相关。
好奇心是一种本能,当外界有什么新异的事物出现时,人总要去探究一下;求知欲是在好奇心的基础上发展起来的,是对知识的热烈追求;而兴趣就是在求知欲的基础上产生的,是推动学习的内在动力。
所以在上课期间教师要利用各种手段来激起学生的兴趣和好奇心。
2﹑教学用具与方法①用具:离心现象录像片﹑离心转台﹑小球﹑细线等。
②方法:录像演示﹑动手实验﹑讨论与思考等。
3﹑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.四﹑教学过程设计(一)激情引入师生共同展望xx年北京奥运会。
录像播放。
一起观看2004年雅典奥运会比赛片段(链球比赛)。
提示学生注意观察链球的运动情况。
提出问题:1﹑链球开始做什么运动?2﹑链球离开运动员手以后做什么运动?(二)离心现象原因探索学生对于第一个问题很容易知道链球开始做匀速圆周运动。
设问:物体为什么能做圆周运动?由于上节课已经学习了匀速圆周运动的知识,学生知道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。
提出问题:如果向心力突然消失,会出现什么情况?学生议论.再次演示录像片.(使用慢镜头播放)教师点拔:开始链球受到人给链子的力,使链球在圆周轨道上运动,当运动员松手后,也就是提供的向心力没有了,链球沿切线方向飞出。
这就是我们今天学习的离心现象。
提问:请学生总结什么情况下物体做离心运动?学生讨论总结。
(略)教师小结: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,这种运动称作为离心运动.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”.动手实验:请学生自己体验离心运动。
(用细线拴住小球做圆周运动,突然放手小球飞出,观察小球的运动情况)教师最后分析总结:离心运动的条件:1﹑当产生向心力的合外力突然消失,物体便沿所在位置的切线方向飞出。
2﹑当产生向心力的合外力不完全消失,而只是小于所需要的向心力,物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动,远离圆心而去。
F =0F=mω2rOF<mω2r3、对离心运动的进一步理解当F=mω2r时,物体做匀速圆周运动。
当F= 0时,物体沿切线方向飞出。
当F<mω2r时,物体逐渐远离圆心。
当F>mω2r时,物体逐渐靠近圆心。
(三)离心现象的本质分析离心现象的本质物体惯性的表现。
分析:做匀速圆周运动的物体,由于本身有惯性,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。
如果提供向心力的合外力突然消失,物体由于本身的惯性,将沿着切线方向运动,这也是牛顿第一定律的必然结果。
如果提供向心力的合外力减小,使它不足以将物体限制在圆周上,物体将做半径变大的圆周运动。
此时,物体逐渐远离圆心,但“远离”不能理解为“背离”。
做离心运动的物体并非沿半径方向飞出,而是运动半径越来越大。
(四)、课堂练习讲解分析1、物体做离心运动时,运动轨迹是()A.一定是直线。
B.一定是曲线。
C.可能是直线,也可能是曲线。
D.可能是圆。
【C】2、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一个半径r=R的圆圈。
【BD】(五)、离心运动的应用和防止举例讨论教学方法是:现看离心现象录像(洗衣机脱水过程、汽车转弯等片段),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。
1、离心运动的应用实例⑴ 洗衣机的脱水筒。
洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴,在脱水筒工作时,水滴需要的向心力由什么决定?提供的向心力由什么决定?什么情况下,水滴将被甩出?转速高时容易甩干衣物,还是转速低时容易甩干衣物。
⑵ 棉花糖的产生。
砂糖先高温溶化成液态再被甩出即成棉花状。
⑶ 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内。
2、离心运动的防止实例⑴ 汽车拐弯时的限速。
在公路转弯处,为什么车辆行驶不允许超过规定的速度?提供车子的向心力由什么决定?公交车转弯时,售票员或车上广播会提醒乘客:“前面转弯,请乘客站端扶好。
”为什么?⑵ 高速旋转的飞轮、砂轮的限速。
3.鼓励学生再举例说明离心运动的应用和防止。
(六)、总结、扩展1、做圆周运动的物体,所受的合外力F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,这种运动称作为离心运动.2、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.3、做圆周运动的物体,若所受的合外力F大于所需的向心力时,物体就会做越来越靠近圆心的“近心”运动,人造卫星或飞船返回过程就有一阶段是做“近心”运动。
(七)、家庭作业汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶,设跑道的路面是水平的,路面作用于车的最大静摩擦力是车重的0、10倍,要使汽车不至于冲出圆跑道,车速最大不能超过多少?【解析】如果不考虑汽车行驶时所受的阻力,那么汽车在圆跑道匀速行驶时,轮胎所受的静摩擦力F(方向指向圆心)提供向心力。
车速越大,所需向心力也越大,则静摩擦力F也越大,但本题中的向心力不可能超过路面作用于车的最大静摩擦力Fm,车重的0、10。
设车速的最大值为vm,则得:汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶时的速率不能超过,不然会冲出圆跑道,因为这时最大静摩擦力不足以提供汽车做圆周运动所需的向心力,汽车就脱离原来的圆跑道做离心运动了。
五、课外活动设计【课外动手做一做】课题:仿制洗衣机脱水桶。
材料与工具:一只大的塑料可乐瓶子、铁棒、木板、剪刀、细绳等。
小洞可乐瓶可以用其甩干手拍、毛巾、袜子等。
铁棒拉细绳木板支架六、板书设计一、离心运动1﹑定义: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,这种运动称作为离心运动。
2﹑条件:①当F= 0时,物体沿切线方向飞出。
② F<mω2r时,物体逐渐远离圆心。
3、本质:离心现象的本质物体惯性的表现。
二、离心运动的应用与防止1、应用实例洗衣机的脱水筒、棉花糖的产生等。
2、防止实例汽车拐弯时的限速、高速旋转的飞轮、砂轮的限速等。
七、实践与反思本节内容与生活联系非常紧密,课堂上学生提出了各种让人意料不到的新问题、新实例,同时课堂气氛也很活跃,学生的自主学习课文、自主探究、研讨等学习活动贯穿于整个课堂活动中,课堂的时间尽最大可能还给了学生。
但是正是因为本节内容与生活联系非常紧密,课堂气氛活跃,课堂上就有点“乱”。
以至于不得不出现几次提醒学生停止讨论。
事后我有些担心,可结果正好相反,这次上课的同学们都在学习中找到了乐趣,认为基本弄清了所学的问题,而且有些不喜欢上物理课的同学也说学习物理也挺有意思的。
可见教学改革对教学深化和提高作用之大,我感觉教师在课堂上一定要做好“主导”的作用。
选择朋友要经过周密考察,要经过命运的考验,不论是对其意志力还是理解力都应事先检验,看其是否值得信赖。
此乃人生成败之关键,但世人对此很少费心。
虽然多管闲事也能带来友谊,但大多数友谊则纯靠机遇。
人们根据你的朋友判断你的为人:智者永远不与愚者为伍。
乐与某人为伍,并不表示他是知已。
有时我们对一个人的才华没有信心,但仍能高度评价他的幽默感。
有的友谊不够纯洁,但能带来快乐;有些友谊真挚,其内涵丰富,并能孕育成功。
一位朋友的见识比多人的祝福可贵得多。
所以朋友要精心挑选,而不是随意结交。
聪明的朋友则会驱散忧愁,而愚蠢的朋友会聚集忧患。
此外,若想让友谊地久天长。
这需要技巧和判断力。
有的朋友需近处,有的则需远交。
不善言谈的朋友可能擅长写信。
距离能净化近在身边无法容忍的缺陷。
交友不宜只图快乐,也要讲求实用。
一位朋友等于一切。
世间任一美好事物的三大特点,友谊兼而有之:真、善、专一。
良友难遇,如不挑选则更难求。
保住老朋友,比结交新朋友更重要。
交友当寻可长久之友,如得其人,今日之新交,他年自成老友。
最好的朋友是那些历久常新,能与之共享生活体验者。
没有朋友的人生是一片荒原。
友谊使欢乐加倍,痛苦减半;它是应对厄运的不二良方,是可以滋润心田的美酒。