“离心运动”的理解误区
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离心运动知识点总结一、离心运动的定义离心运动是指物体以某一点为中心进行旋转运动的现象,这一点可以是固定的也可以是移动的,与旋转的物体的质点位置保持不变的这一点称为离心力中心。
离心运动是一种纯粹的旋转运动,也是一种走向曲线轨道的运动形式。
离心运动的基本特点是旋转轴以及质点的与旋转轴之间的夹角不变。
离心运动的三大特征:1、质点对离心力的响应,使其产生同心环形轨迹,也叫矢径轨迹。
2、质点的速度一直处于变化状态。
3、旋转轴指向永远与运动质点相对静止二、离心运动的应用1、泵类设备往往是为了将液体引向高处而制造的,传统的水泵是采取机械方式通过向上运动的活塞受到水压作用,使污水流入高处,而离心式水泵则是通过离心运动将液体向上引以解决这个问题,而且抽水时更为快捷、省时。
2、风机类设备的分类较多,除重力式风机和离心风机之外,没有什么分类。
别的风机用机械方式启动,离心式风机则是通过离心运动产生大风量,推动水泵处理工程。
3、受离心力作用的洗脱机通过受力将懒汉要洗液通过滤布离心作用洗脱出来,使工程效率得到大幅提升。
4、干燥机通过其离心抽力和内部真空度将干燥设备将各类非晶形,硬质物品脉冲高温高压,破碎糖块处理成粉碎状态.........................................................................................................................5、离心运动在化工领域的干燥中的应用。
离心机应用于化工中起到了重要的干燥、分离等制粉的效果。
其他如:煤炭、化工产品、轻工产品等的生产,从而带来了重要的经济效益。
6、离心力接近零。
就此直径以及圆周而言,转动速度太慢,对应的离心力幅度太小,以至于只能造成不变速单向运动,不适合工程制作。
7、燃气轮机方面。
离心冲动是使得熔融燃气有效排出,而旋转速度对应相应的离心力,可以为燃烧提供所需的气体。
关于离心运动的认识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,此种运动叫"离心运动"。
物体做离心运动在的轨迹可能为直线或曲线。
若物体的角速度(或线速度)的大小增加了,而向心力没有相应地增大,此时,向心力已不足以维持物体继续做匀速圆周运动,由公式,物体到圆心的距离就不能维持不变,而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心。
若物体所受的向心力突然消失,即将沿着切线方向远离圆心而去。
离心运动是惯性的表现,并非收到离心力的作用。
生活生产中的离心运动的应用:从葵花籽中提取植物油,首先必须剥壳,这也不能不求助于离心国,因为壳与仁的密度不相同,因此它们来到离心国后就必然闹分家。
20世纪80年代初问世的国产“多层离心式葵花籽剥壳机”,其甩盘直径虽只有0.5米,但一天足可脱壳100吨,相当于100000个“巧嘴媳妇”。
通过练习,加深理解1.原来做圆周运动的物体产生离心运动的条件的简略表述,可以是()A.当物体需要的向心力等于物体所受合外力时;B.当物体需要的向心力小于物体所受合外力时;C.当物体所受合外力小于作圆周运动所需要的向心力时;D.当物体所受的外力不能与向心力平衡时。
答案:C当物体需要的向心力等于物体所受合外力时,物体做匀速圆周运动;A错;B.当物体需要的向心力小于物体所受合外力时,物体做向心运动,B错;C.当物体所受合外力小于作圆周运动所需要的向心力时,物体就要远离圆心,此时物体做的就是离心运动,C对;D.向心力根本不是物体受到的力,是几个力的合力共同作用的效果,不存在平衡或不平衡之说,D错误;故答案选C。
思路分析:当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时,物体就要远离圆心,此时物体做的就是离心运动试题点评:考查离心现象的本质。
合力大于需要的向心力时,物体要做向心运动,合力小于所需要的向心力时,物体就要远离圆心,做的就是离心运动,不要误以为物体受到离心力的作用。
离心运动与离心力江苏省海门中学黄晏(邮编226100)离心现象是日常生活中常见的现象,例如砂轮磨刀时打磨下来的炽热微粒沿切线方向飞出;洗衣机脱水筒在高速旋转时,可将附着在衣物上的水分甩掉,高速公路上,汽车作半径较小的转弯时,坐在车上的人明显感到有向外运动的趋势等。
那么形成离心现象的原因究竟是什么?是不是如人们通常所说的存在一个离心力?离心现象有哪些作用和危害?要弄清这此问题,我们必须正确地把握离心运动的概念和实质。
牛顿第一定律告诉我们,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态。
做圆周运动的物体也是如此,它总有沿着切线方向(即速度方向)飞出倾向,它之所以没有飞出去,是因为向心力在拉着它,使它与圆心的距离保持不变,所以,作圆周运动的必要条件是物体必须受到向心力,向心力大小可以由F向=mω2r或F向=mrv2来决定。
为了使大家对这个问题有更清晰的认识,我们不妨看一个具体例子:如图1,有一个水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴转,圆盘上有一个小物体随圆盘作圆周运动,那么将圆盘的转速不断增大时,会出现什么现象?物体随圆盘作圆周运动时,水平方向只受摩擦力的作用,且摩擦力方向指向圆心,提供物体作圆周运动所需向心力,当圆盘转速不断增大时,物体作圆周运动所需的向心力(mω2r)不断增大,而物体所受的摩擦力最大只能达到最大静摩擦力,因此,当圆盘的转速增加到一定值时物体所受的指向圆心的合外力将小于物体作圆周运动所需要的向心力,此时物体将相对于圆盘沿半径向外打滑,我们通常把这种运动称之为离心运动。
综上所述,我们可以对离心运动作这样的定义:做圆周运动的物体,在合外力突然消失或者指向圆的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,此种运动叫“离心运动”。
在半径不变时物体作圆周运动所需的向心力,是与角速度的平方(或线速度的平方)成正比的。
若物体的角速度增加了,而向心力没有相应地增大,物体到圆心的距离就不能维持不变,而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心。
“离心运动”的理解误区
误区1:做离心运动的物体受到离心力的作用
当物体受到离心力的作用时,运动方向不断改变,使物体始终维持在圆周轨道上,当这个力突然消失或不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时,由于惯性物体就会做逐渐远离圆心的离心运动。
误区2:做离心运动的物体的运动轨迹总是沿圆周的切线
物体做做离心运动的原因有两种:物体所受合外力突然消失(F合=0),由于惯性,物体要保持合外力消失那一瞬间的运动状态不改变,即物体沿圆周的切线做匀速直线运动;物体所受合外力不足以提供圆周运动所需的向心力(F合≠0)物体的运动方向仍需改变,只是由于力不够大,此力未能使物体偏转到圆周上去,物体将沿螺旋线做远离圆心的运动。
误区3:做圆周运动的物体的离心趋势沿圆周的切线方向
例:在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上有一个相对圆盘静止的物体,物体做圆周运动的向心力由谁提供?
所谓运动趋势指的是:若无静摩擦力,物体将沿这个方向有速度的变化。
这里若没有静摩擦力,由于惯性物体将沿切线方向做匀速直线运动,所以这个摩擦力还是不可能沿圆周的切线与物体的速度方向相反的。
例:在一个水平转动的圆盘上固定一个直径比乒乓球直径略宽的槽,将乒乓球放在槽内距圆盘中心不远处。
慢慢转动圆盘,乒乓球在槽里随圆盘一起转动;当圆盘加快转速时乒乓球沿槽逐渐做远离
圆盘中心的运动最后从槽口飞出。
乒乓球受到的沿半径方向的静摩擦力无法满足做圆周运动所需的向心力时,乒乓球将做离心运动。
离心运动过程中乒乓球相对地面沿螺旋线飞出;另一方面乒乓球相对圆盘却是不断地沿半径往外远离圆盘中心。
结论:做圆周运动的物体的离心趋势方向沿物体的转动半径远离转动中心。