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离心运动在日常生活中应用研究的指导 山东省淄博临淄二中 万初兴 1 指导学生对生活中离心现象的调查取证 1．1 洗衣机的脱水筒高速运转甩干湿衣 指导学生通过记录洗衣机工作的一些数据，发现以下规律。 （1）洗衣机的脱水筒转速的快慢与甩干衣服效果的关系。 （2）洗衣机的脱水筒半径大小与甩干衣服效果的关系。 1．2 做棉花糖的工艺过程研究 指导学生通过动手操作取得数据，发现以下规律。 原理：在内桶里面加入白砂糖，加热使白砂糖融化成糖汁，内筒高速运转，粘稠的糖汁做离心运动从内筒壁上的小孔飞散出去被拉成丝状，到达温度较低的外筒凝结成固体，转成纤细雪白就像一团团棉花。 （1）内筒转速与生产效率的关系。 （2）转筒半径的大小与生产效率的关系。 1．3 汽车拐弯过程的研究 指导学生与机动车辆驾驶员交流，调查以下问题： （1）路面摩擦力大小（路面状况）对汽车拐弯的影响。 （2）车辆运行速度对汽车拐弯的影响。 （3）拐弯时曲率半径大小对汽车拐弯的影响。 1．4 工厂里高速运转电砂轮、飞轮 指导学生与工厂技术员交流，调查以下问题： （1）工厂里的电砂轮、飞轮转速对支撑件结构的影响。 （2）电砂轮、飞轮的牢固程度有什么要求，避免发生破碎的事故。 2 对各种离心现象的研究 指导学生对动手操作的数据和调查结果进行初步研究，对离心运动、圆周运动、向心力有一定了解。知道影响离心现象各种因素。 3 离心运动的原理研究 指导学生查阅资料上网搜索解决以下问题： （1）什么是向心力、圆周运动、离心现象、离心力。 （2）向心力的大小与哪些因素有关。 （3）物体在什么条件下要做离心运动。 （4）如何利用和避免离心现象。 4 引导学生设计几个小实验并动手操作 4．1 粘住的硬币 【实验目的】 观察硬币在衣架旋转中不脱离衣架钩端点的现象。 【实验内容与现象】  如图1（a）所示，取一个金属丝做成的衣架，用力拉它最长的直边的中间，直至把它拉成一个又长又窄的形状，如图1（b）所示。让衣架被你拉伸而弯折的地方挂在你的右手食指上，并放一个硬币在衣架的弯头上（如果该处金属丝的头不平的话，需要事先把它锉平）。开始摆动衣架，首先左右来回摆动，然后做环状运动。做到这一点需要练习，当你能很熟练地让衣架绕你食指在竖直面内旋转时，硬币将不掉下来。当要结束旋转时，要用另一只手准备接住硬币。 4．2 匀速率圆周运动的向心力、频率和半径 【实验目的】 研究匀速率圆周运动的频率与向心力和半径的关系。 【实验内容】  选内径为1cm左右的玻璃管，截取15cm长一段。在本生灯火焰上将管口烧至圆滑，在管外缠两层塑料胶带（或布条、白胶布），以防止握在手中打滑。取一根2．5m长的尼龙钓鱼丝，一端系住一个被钻有双孔的橡胶塞（从两孔穿过，系在塞中心）；另一端穿过玻璃管，然后吊上6个1cm外径的铁垫圈或两个M10的螺母，最后再在尾端打一死结。用一枚曲别针穿过死结，作为防止垫圈滑脱的阻挡物（见图2）。调节尼龙丝，使橡胶塞距玻璃管顶口的线长为1m。握住玻璃管，并在头上方尽量使橡胶塞在一个水平面内做匀速率圆周运动。此时垫圈或螺母的重力导致了橡胶塞圆周运动的向心力。为了检查转动是否平稳，可用一个鳄鱼导线夹（不带线）夹在玻璃管下口外的线上（见图2）。练习几次取得经验后开始实验。记录最初垫圈的个数和使橡胶塞保持匀速转动时的转动频率。调节水平部分的线长，使旋转半径先增加0．5倍，然后再减少0．5倍，分别数出使橡胶塞仍能做匀速转动的频率。看频率的增减与旋转半径的变化相同还是相反？是否成比例？取下曲别针，先后增加垫圈的数量至最初的1．5倍和2倍（这相当于增大了向心力），保持初态的半径（1m），分别数出橡胶塞匀速转动的频率，看向心力改变如何影响转动的频率。 4．3 液体的旋转 【实验目的】 观察液体的圆周运动及有关的现象。 【实验内容与现象】  找一个小玻璃鱼缸（或截取塑料可乐瓶的下半部，用锥子在开口端直径两头钻两孔），用长1．5～2m的细绳吊起来，将绳子吊在一个不锈钢的勺把上，如图3所示。倒入不到1/3缸的水，并放入几根喝剩的茶叶和一点红墨水，晃匀。用手扶着缸，将勺子在水平面内旋转使绳子绞合为一股。放开手，观察在缸转动时，缸内水的旋转状况：水沿缸壁的上升、漩涡的形成、茶叶的运动等等。待水完全静止后重复一次实验，这次观察的重点是缸才开始旋转和缸才停止转动的时候，缸内水的运动状况。再重复一次实验，在鱼缸转得最快的时候，用双手刹住缸的转动，观察此时水的运动。 4．4 甩干机如何工作 【实验目的】 通过实验加深对甩干机的认识。 【实验内容、现象与解释】  选择一个空容器，例如金属罐头盒（去盖），也可以将可口可乐塑料瓶子拦腰截成两截，使用带底的那一半。先用钉子把容器的四周打上许多孔，再在容器靠上沿的部分等距地钻三个孔，以便用软线或皮筋把容器提起来，如图4所示。实验时，把湿布放到容器里，并且使整个容器处于质量分布均衡的状态。慢慢地将容器向一个方向转动，使悬线逐渐扭转在一起。突然松手，容器就会迅速旋转，同时发现有水从容器中被甩了出来。 这个实验表现了离心运动。当容器快速旋转时，湿布上的水滴与布的附着力小于水滴做圆周运动所需要的向心力。于是，水滴离开布做离心运动而被甩了出来。家用洗衣机上的甩干机，就是依据这一原理制作的。实验时，还应注意观察容器转动的速度与甩出水的多少之间有什么关系。 为了加强实验的观察效果，可以使放入容器的布含有较多的水。同时，为了防止当容器旋转时甩出的水弄湿衣服或周围的环境，操作时可以在旋转的容器下面再放上一个较大的容器，以接住甩出来的水。 5 总结认识 一般事物都具有两面性，在认识到对人类有利的一面的同时，也要认识到它对人类有害的方面，我们要利用自己的观察和研究，总结出事物的运动规律，最大限度的降低它有害的一面，充分利用其有益的一面。指导学生撰写研究报告，总结研究成果和研究心得。 附：单元计划表 
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