离心力小学科学

发布时间:2017-02-22 来源: 科学 点击:

篇一:揭开离心力的面纱

揭开离心力的面纱

青岛市城阳区第一高级中学 李长青(266109)

一、离心力提出的前提

当物体在做非直线运动时(如:圆周运动或转弯运动),因物体一定有本身的质量存在,质量造成的惯性会强迫物体继续朝着切线方向(即原来那一瞬间前进的直线方向)前进,而非顺着接下来转弯过去的方向走。

若这个在做非直线运动的物体(例如:车)上有乘客的话,乘客就会觉得自己仍然在朝切线方向惯性前进,但车头跟车身方向却已经转往转弯方向了,便像是乘客自己被转弯的车子甩出去一样。

这种力是什么力呢?根据牛顿运动定律,应该有施力物体对物体施加这种力,可是却找不到施力物体,可见这时牛顿运动定律就不适用了。为了把牛顿运动定律推广于这种类似的情形,提出了离心力的概念。

二、离心力的概念

如果有个大转盘在作匀速圆周运动,你坐到盘上不要看周围景物,你肯定会感觉到有某种力量想把自己推下来,而此时又没有任何施力物推你,这种力量就是离心力,可见离心力是一种假想力。

当物体作圆周运动时,类似于有一股力作用在离心方向,使物体远离圆心,这种力称为离心力。

离心力就是物体在圆盘上旋转产生背离圆盘中心的力,比如洗衣机的脱水桶就是使用离心力的原理。

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?mr?2 离心力的大小:F?mr*

F?的方向:与r的方向相(来自:www.xLtKwj.coM 小 龙 文档网:离心力小学科学)同,r的方向是从转轴向所讨论的质点所引的有向线段,且与转轴相垂直。

由此可见,离心力的计算跟向心力的计算是一样的,其大小也是一样的。

三、离心力的误区

误区1、做圆周运动的物体既然物体有远离圆心的趋势,那么物体受离心力的作用。 辨析:根据前面的内容我们知道,做圆周运动的物体之所以有远离圆心的趋势是因为惯性,是惯性的体现,而不是因为受到离心力,我们提出离心力是为了把牛顿运动定律推广到这种找不到施力物体的类似的现象中,而不是存在离心力。

误区2、提出离心力的概念后,根据牛顿第三定律可知:做圆周运动的物体受到的向心力是离心力的反作用力,因为向心力与离心力大小相等、方向相反。

辨析:首先应该认识到,离心力是虚拟力,实际不存在。不是来自物体间的相互作用,因此不可能存在反作用力。

其次,我们已经知道,作用力和反作用力虽然大小相等、方向相反,但是它们是分别作用在不同物体上的。而这里所说的向心力与惯性离心力却是作用在同一个物体上的。作用于同一个物体上的两个力绝对不可能是作用力与反作用力的关系。

误区3、向心力与离心力是一对平衡力

辨析:离心力是一种假象力,根本找不到施力物体,把离心力当成实际的力来分析没有意义。再说物体做圆周运动,速度的大小虽然是不变的,但速度的方向在不断改变(速度的方向是沿圆的切线方向),所以受力不平衡。

误区4、卫星绕地球做圆周运动时的离心力抵消了地球引力,所以卫星才会做圆周运动

辨析:首先离心力是一种假象的力,实际是不存在的,所以根本谈不到抵消。其次正是由于地球对卫星有引力,卫星才会绕地球做圆周运动,若没有该引力,卫星就会远离地球不会成为卫星,所以即使有也绝对不能抵消。

篇二:小学科学(下学期)实验一览表

小学科学三年级(下)实验一览表

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小学科学四年级(下)实验一览表

小学科学五年级(下)实验一览表

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小学科学六年级(下)实验一览表

注:1、此表所列内容为学生必做实验,任课教师在课前积极准备,保证学生顺利进行实验。

2、此表所列实验仪器仅供参考,任课教师可根据实际情况就地取材,合理配置,也可自行开发,以不遗漏知识点,能说明原理为原则。

3、此表没有涉及教师、学生应准备或收集图片、资料等,教师应根据教材需要、自行安排。 4、教师在授课过程中,应注意及时收集实验设备,以便能重复使用。

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篇三:实验四惯性离心力演示

实验四 惯性离心力演示

一、实验目的

1、 使学生理解惯性离心力的存在及原理。

2、 研究惯性离心力与离心力的区别。

二、实验原理:

在匀速转动的非惯性系中的静止质点所受的惯性力为F惯??M?n??MR?,式中:R为质点到转轴的垂直距离,ω为转动参照系的角速度,式中负号表示F惯沿向心加速度的反方向。因为在此惯性系中,F惯与向心加速度的方向相反,故称为惯性离心力。惯性离心力和离心力的概念不同,离心力是在惯性系中观察时向心力的反作用力,并不作用在周围运动的物体上;而惯性离心力是作用在该物体上的。

离心机可用来分离不同密度的各种物质,如油脂、生物制品和各种同位素。近代的离心机能使容质颗粒在溶液里所受的向外合力f和向下合力f0之比可达数千,这就大大加快

469了沉淀或分离的速度。现代超级离心机可使此比值高达10-10,在小范围内甚至可达10,

从而使原子量仅相差19的同位素的分离成为可能。

离心机的原理可用转动参照系中的离心力来说明,惯性离心力在具体计算中和离心力有相似之处,但其概念还是有所区别的。 2

三、实验内容:

用在转盘上玻璃管内的石蜡球(比重0.8)和橡胶球(比重1.4)的运动来演示惯性离心力。

四、实验简介和操作步骤:

1、装置和操作:将玻璃管(5)内注入清水,先放入石蜡球(1),用清洁棒拔动石蜡球浮向玻璃管外侧,再放入橡胶球(2),然后放入塑料隔离圈,拔动橡胶球到另一端,形成如图

1、石蜡球 2、橡胶球 3、实验主机4、转盘 5、玻璃管 6、塑料隔离圈

图4-1

2、起动控制开关,转速由低向高调速控制。到转速以一定角速度旋转时,便发现在玻璃管(5)内的石蜡球(1)和橡胶球(2)发生有趣的位置转换,橡胶球(2)从玻璃管的中心移向玻璃管的外侧,而石蜡球(1)却从玻璃管外侧向中心移动,并停留在中心,如图4-2所示。

3、上述现象可以这样解释:

(1) 玻璃管内水和物体作圆周运动时,受到惯性离心力的作用,若转台的角速度看作为定值时,则管中各点等质量的水受到的惯性离心力的大小与转动半径成正比,在图4-1中,Fb>Fa,如地球引力一样,惯性离心力也能产生压强,这种惯性离心力压强又称“阿基米德惯性力压强”,在图4-1中Pb>Pa。

(2) 惯性离心力所产生的压强差也同样形成离心“浮力”,又称“阿基米德浮力”。和普通浮力一样,阿基米德“浮力”的方向也与惯性离心力方向相反。而且物体是“浮”还是“沉”,也同样与物体自身密度有关:例如当物体的密度比水大时,则物体沿离心力的方向滑到外侧,反之,由于石蜡的密度小于水,则石蜡球沿惯性离心力相反的方向滑到玻璃管的中心,尽管玻璃管内中心的水面比两侧的水面要低。

(3)、为了进一步说明,可以将玻璃内的水倒掉。重复上述操作步骤,由于石蜡、橡胶的密度远大于空气,石蜡球、橡胶球受到惯性离心力的作用而向玻璃管两侧移动。

五、仪器结构和注意事项:

1、仪器由电机、特种玻璃管,橡胶球、石蜡球、转盘部件组成,由无级调速控制转速。

2、输入电压交流220V。输出电压直流12V。

3、操作时,转速从低到高,直至符合演示所需的速度为止。

4、玻璃管是易碎部件,小心保护。

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