第五章 离心
高中物理《离心运动》说课稿
高中物理《离心运动》说课稿高中物理《离心运动》说课稿作为一名为他人授业解惑的教育工,就有可能用到说课稿,借助说课稿可以更好地提高教师理论素养和驾驭教材的能力。
那么应当如何写说课稿呢?下面是我为大家收集的高中物理《离心运动》说课稿,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所关怀。
一、说教材(过渡句:教材分析是上好一堂课的前提条件,在正式内容开始之前,我要先谈一谈对教材的理解。
)《离心运动》是人教版必修2第五章第七节的内容,本节课主要总结了因圆周运动条件转变而产生离心运动,它在生活中的运用及防止,充分表达了学以致用的思想。
同时学生在本节课之前学习过圆周运动的相关学问点,对本节课起到铺垫作用。
二、说学情 (过渡句:学生是学习的主人,学生的已有的学问结构和认知水平,是教师授课的依据与出发点。
)本节课我所面对的是高中的学生,学生之前已经对圆周运动有了较为全面的认识,同时在日常生活中接触过大量的离心运动的事例,这都为本节课的学习奠定了基础。
高中生在知觉和观看事物时比以前更全面、更深刻。
他们能觉察事物的一些主要详情和本质方面,其目的性、长期性、精确性、概括性都比初中有了很大提高,其思维具有高度的抽象概括性,宠爱怀疑、争论。
因此在教学中,要引导学生从实际问题出发,引导学生分析问题、解决问题,以期到达触类旁通、举一反三的效果。
三、说教学目标(过渡句:根据新课程标准,教材特点、学生的实际,我确定了如下教学目标。
)1.学生能说出离心运动的缘由和条件,举出生活中常见的现象及离心运动的利弊。
2.通过多次试验,观看探究离心现象的成因及其轨迹特征;通过观看生活中离心运动的实例,及老师演示的.几个小试验,学生认识到离心现象在生活中的普遍性。
3.通过不断地试验,学生能提高对试验现象的观看和分析能力,增添探究意识,把握科学有效的探究方法。
四、说教学重难点(过渡句:明确了教学目标,本课的重、难点就显而易见了,我的教学重点是)【重点】离心运动的条件,应用。
离心现象及其应用教学教案
离心现象及其应用教学教案第一章:离心现象的引入1.1 教学目标让学生了解离心现象的定义和产生条件。
让学生理解离心现象在现实生活中的应用。
1.2 教学内容离心现象的定义和产生条件:当物体受到的合力不足以提供向心力时,物体将向外飞出,形成离心现象。
离心现象在生活中的应用:例如洗衣机脱水、汽车转弯、地球自转等。
1.3 教学活动教师通过实例演示或视频展示离心现象,引导学生观察和思考。
学生通过小组讨论,探讨离心现象的产生条件和应用场景。
1.4 教学评价学生能准确描述离心现象的定义和产生条件。
学生能列举出离心现象在生活中的应用实例。
第二章:离心力与向心力的关系2.1 教学目标让学生理解离心力和向心力的概念及其关系。
让学生掌握离心力与向心力的大小关系。
2.2 教学内容离心力与向心力的概念:离心力是指物体向外飞出的力,向心力是指物体向中心点运动的力。
离心力与向心力的大小关系:当物体受到的合力不足以提供向心力时,离心力大于向心力,物体向外飞出;当物体受到的合力大于所需的向心力时,离心力小于向心力,物体向中心点运动。
2.3 教学活动教师通过示意图或实验演示,解释离心力与向心力的概念及其关系。
学生通过小组讨论,分析离心力与向心力的大小关系。
2.4 教学评价学生能准确描述离心力与向心力的概念及其关系。
学生能判断离心力与向心力的大小关系。
第三章:离心现象的应用3.1 教学目标让学生了解离心现象在现实生活中的应用。
让学生掌握离心现象的应用原理。
3.2 教学内容洗衣机脱水:通过离心力将衣物中的水分甩出。
汽车转弯:通过离心力使车辆保持曲线运动。
地球自转:地球自转产生的离心力使得地球扁平。
3.3 教学活动教师通过实例或视频展示离心现象的应用,引导学生理解和掌握应用原理。
学生通过小组讨论,分析离心现象在不同应用场景中的作用。
3.4 教学评价学生能列举出离心现象在不同领域的应用实例。
学生能解释离心现象在应用中的作用原理。
第四章:离心现象的实验探究4.1 教学目标让学生通过实验探究离心现象的产生和应用。
离心机
5.1.3 沉降离心机液体动力学基本方程
及沉降分离过程
5.1.3.1 基本方程 离心力场中流体流动的特性与规律可用一般 流体力学的原理和方程求解。不同之处在于 必须引入离心力场的特性。联系到离心机转 鼓内流体流动的特点,采用随动圆柱坐标系 ( r 、φ 、 Z)来表示各参变数间的关系。
Exit
r Z
Exit
同时该元素的质量变化为: 1 rdrd dZ
二者应相等,将等式除以 rdrd dZ 后得到连 续性方程式如下
1 1u1r 1u r 1uZ 0 t r r r Z
t
对于不可压缩流体以及无限小的微体元素, 可以认为是一常数,因此上式可写成:
(1)连续方程 连续方程式是根据质量守恒的一般原理推导 出来的,它说明一个系统内的质量不随时间 而改变,或系统内质量如有改变,其值必然 等于流进和流出该系统的质量之差。现取离 心机的内部流场中圆柱坐标系中三对相邻坐 标面所接触的液体体积一微元作为研究系统。 如图5-6所示。该元素的体积为 dV rdrd dZ 流经该元素的液体的流进和流出的液体质量 之差为: 1u1r 1u r 1uZ drd dZ
Exit
(4)哥氏力
当研究回转运动的特性时,除了离心力,必 须注意到可能出现的哥氏力。哥氏加速度是 哥氏力的来源,哥氏加速度是出于质点不仅 作圆周运动,而且也作径向运动或周向运动 所产生的。 由理论力学可知,当牵连运动为匀角速度定 轴运动时,哥氏力加速度的大小为
ak 2u
式中 u为质点相对于转鼓的径向速度或周向 速度。
以下两种情况 ①液体相对于转鼓无周向滞后现象:
Exit
设若转鼓进料口处有加速装置,可以认为液 体角速度与转鼓相同,无滞后现象,则 而可 由基本方程加边界条件得到
离心力创新教学教案教案
离心力创新教学教案-教案第一章:离心力创新教学概述1.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的概念和特点培养学生对离心力创新教学的兴趣和热情1.2 教学内容离心力创新教学的定义和背景离心力创新教学的核心理念和原则离心力创新教学的应用范围和价值1.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的基本概念和特点互动法:引导学生参与讨论和思考,提出问题和解决方案1.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的理解和认识小组项目:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的能力第二章:离心力创新教学的理论基础2.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的理论基础培养学生对离心力创新教学的深入理解和思考能力2.2 教学内容离心力创新教学的相关理论:包括教学理论、心理学理论和教育技术理论离心力创新教学的理论基础:包括教学目标、教学内容、教学方法和教学评估2.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的相关理论和基础案例分析法:分析离心力创新教学的实际案例,引导学生深入理解和思考2.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的理论基础的理解和认识小组报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的理论基础的能力第三章:离心力创新教学的设计与实施3.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的设计与实施过程培养学生设计和实施离心力创新教学的能力3.2 教学内容离心力创新教学的设计:包括教学目标、教学内容、教学方法和教学评估的设计离心力创新教学的实施:包括教学资源的准备、教学过程的指导和教学效果的反馈3.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的设计和实施的基本原则和方法实践操作法:引导学生参与实际的教学设计和实施过程,进行实践操作3.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的设计和实施的理解和认识教学设计报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的设计和实施的能力第四章:离心力创新教学的案例分析4.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的案例分析方法培养学生分析和评价离心力创新教学案例的能力4.2 教学内容离心力创新教学的案例分析方法:包括案例选择、案例呈现和案例评价的方法离心力创新教学的案例分析:分析实际的教学案例,总结经验和教训4.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的案例分析的基本方法和步骤案例分析法:分析离心力创新教学的实际案例,引导学生进行深入的分析和评价4.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的案例分析的理解和认识个人报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的案例分析的能力第五章:离心力创新教学的实践与应用5.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的实践与应用情况培养学生应用离心力创新教学的能力5.2 教学内容离心力创新教学的实践:介绍离心力创新教学在不同学科和年级的实际应用情况离心力创新教学的应用:探讨离心力创新教学在教育改革和教师专业发展中的应用前景5.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的实践和应用的基本情况实践操作法:引导学生参与实际的教学实践和应用,进行实践操作5.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的实践和应用的理解和认识个人报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的实践和应用的能力第六章:离心力创新教学的策略与技巧6.1 教学目标让学生掌握离心力创新教学的策略与技巧培养学生运用策略与技巧进行离心力创新教学的能力6.2 教学内容离心力创新教学的策略:包括教学组织、教学引导和教学反馈的策略离心力创新教学的技巧:包括教学设计、教学演示和教学评价的技巧6.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的策略与技巧的基本概念和方法模拟练习法:引导学生进行模拟练习,掌握离心力创新教学的策略与技巧6.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的策略与技巧的理解和认识模拟教学演示:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的策略与技巧的能力第七章:离心力创新教学的困境与挑战7.1 教学目标让学生了解离心力创新教学面临的困境与挑战培养学生应对离心力创新教学困境与挑战的能力7.2 教学内容离心力创新教学的困境:包括教学实施中的困难和学生学习问题离心力创新教学的挑战:包括教育政策、教育资源和教师专业发展的挑战7.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的困境与挑战的基本情况和原因头脑风暴法:引导学生提出解决离心力创新教学困境与挑战的方案和策略7.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的困境与挑战的理解和认识解决方案设计:评估学生在实际教学中应对离心力创新教学困境与挑战的能力第八章:离心力创新教学的成效与评价8.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的成效与评价方法培养学生评价离心力创新教学成效的能力8.2 教学内容离心力创新教学的成效:介绍离心力创新教学在提高学生学习成效方面的作用离心力创新教学的评价:探讨离心力创新教学评价的方法和指标8.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的成效与评价的基本概念和方法案例分析法:分析离心力创新教学的实际案例,引导学生进行成效评价8.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的成效与评价的理解和认识评价报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的成效与评价的能力第九章:离心力创新教学的推广与传播9.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的推广与传播方法培养学生推广和传播离心力创新教学的能力9.2 教学内容离心力创新教学的推广:介绍离心力创新教学在不同学校和地区的推广情况离心力创新教学的传播:探讨离心力创新教学在教育界的传播途径和策略9.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的推广与传播的基本概念和方法实践操作法:引导学生参与离心力创新教学的推广与传播活动,进行实践操作9.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的推广与传播的理解和认识推广计划:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的推广与传播的能力第十章:离心力创新教学的未来发展趋势10.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的未来发展趋势培养学生对离心力创新教学未来发展的思考和预测能力10.2 教学内容离心力创新教学的现状:分析离心力创新教学在当前教育领域的应用情况离心力创新教学的未来发展趋势:探讨离心力创新教学在未来教育的发展前景10.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的现状和未来发展趋势的基本概念和预测小组讨论法:引导学生进行小组讨论,提出对离心力创新教学未来发展的看法和建议10.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的现状和未来发展趋势的理解和认识发展预测报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学对未来发展趋势的预测能力第十一章:离心力创新教学的心理学基础11.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的心理学基础培养学生运用心理学原理进行离心力创新教学的能力11.2 教学内容离心力创新教学与心理学:包括认知心理学、发展心理学和教育心理学的相关理论心理学在离心力创新教学中的应用:探讨心理学原理在离心力创新教学中的实际应用11.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的心理学基础的基本概念和方法案例分析法:分析离心力创新教学的实际案例,引导学生深入理解和应用心理学原理11.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的心理学基础的理解和认识个人报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的心理学基础的能力第十二章:离心力创新教学的技术与工具12.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的技术与工具培养学生运用技术与工具进行离心力创新教学的能力12.2 教学内容离心力创新教学技术与工具:包括多媒体教学、网络教学和虚拟现实教学等相关技术技术与工具在离心力创新教学中的应用:探讨技术与工具在离心力创新教学中的实际应用12.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学的技术与工具的基本概念和方法实践操作法:引导学生参与实际的教学技术与工具的操作,进行实践操作12.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学的技术与工具的理解和认识实践操作演示:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的技术与工具的能力第十三章:离心力创新教学的国际视角13.1 教学目标让学生了解离心力创新教学在国际领域的应用和发展培养学生从国际视角分析和评价离心力创新教学的能力13.2 教学内容离心力创新教学在国际应用:介绍离心力创新教学在不同国家和地区的应用情况离心力创新教学在国际发展:探讨离心力创新教学在国际教育的发展趋势13.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学在国际应用和发展的一般情况比较分析法:引导学生对不同国家和地区离心力创新教学的异同进行比较和分析13.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学在国际应用和发展的理解和认识比较分析报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学的国际视角的能力第十四章:离心力创新教学的实践案例研究14.1 教学目标让学生了解离心力创新教学的实践案例研究方法培养学生进行离心力创新教学实践案例研究的能力14.2 教学内容离心力创新教学实践案例研究方法:包括案例选择、案例呈现和案例评价的方法离心力创新教学实践案例研究:分析实际的教学案例,总结经验和教训14.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学实践案例研究的基本方法和步骤案例分析法:分析离心力创新教学的实际案例,引导学生进行深入的分析和评价14.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学实践案例研究的方法和步骤的理解和认识个人报告:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学实践案例研究的能力第十五章:离心力创新教学的反思与总结15.1 教学目标让学生对离心力创新教学进行全面的反思与总结培养学生对离心力创新教学的持续改进和深化理解的能力15.2 教学内容离心力创新教学的反思:让学生总结离心力创新教学的过程、经验和教训离心力创新教学的总结:对离心力创新教学的目标、内容和教学方法进行系统的总结15.3 教学方法讲授法:讲解离心力创新教学反思与总结的基本概念和方法头脑风暴法:引导学生提出对离心力创新教学的改进建议和策略15.4 教学评估课堂讨论:评估学生对离心力创新教学反思与总结的理解和认识改进计划:评估学生在实际教学中应用离心力创新教学反思与总结的能力重点和难点解析本文主要介绍了离心力创新教学的概念、特点、理论基础、设计与实施、案例分析、实践与应用、策略与技巧、困境与挑战、成效与评价、推广与传播、未来发展趋势、心理学基础、技术与工具、国际视角、实践案例研究和反思与总结等方面。
北航-叶轮机械原理- ch5(4)
摩擦损失计算
l fric
2
d 1 hyd
v2 dx 2
式中, 为摩擦阻力系数,与Re和表面粗糙度相关 f (Re,r / K)
dhyd 为水力直径,对于半径为r的圆截面:dhyd 2r
对于长、宽分别为a、b的矩形截面:dhyd
航空叶轮机械原理
第五章 离心压气机
北京航空航天大学 航空发动机数值仿真研究中心
金东海 2019年春
主要内容
第一节 工作过程及性能参数 第二节 叶轮理论 第三节 固定元件(进气装置、扩压器、排气装置) 第四节 叶轮损失 第五节 性能特性
第六节 相似理论的应用——比转速 第七节 水泵的气蚀问题
第四节 叶轮损失
分离损失
易分离位置——进口分离
轮盖处:加速过急、扩压加剧,易 分离
轮盘处:转弯过急,形成冲击分离
迎角特性(冲击损失)
第四节 叶轮损失
尾迹损失
Lwake
wake
v22 2
式中, wake 为尾迹损失系数
总损失系数经验关系
爱盖尔特经验式(后弯式叶轮)
前弯叶片式叶轮气流出口绝对速度比后弯高,易使扩压器进入 跨声速
前弯叶片式叶轮流道短但弯度大、扩张角大,易分离 前弯叶片式叶轮流道出口速度分布更加不均匀
a、后弯叶片式
前、后弯叶片叶轮流道内部速度分布比较
b、前弯叶片式
第二节 叶轮理论
不同形式叶轮的反力度(Reaction ratio)
离心压气机的主要性能参数
流量: 质量流量 G VA 体积流量 Q VA G /
第五章-离心技术
离心技术离心技术离心是利用旋转运动的离心力以z离心是利用旋转运动的离心力,以及物质的沉降系数或浮力密度的差别进行分离、浓缩和提纯的项操作技进行分离、浓缩和提纯的一项操作技术。
主要内容z离心的基本原理z离心设备的分类z离心机的选择z 离心技术应用实例一、离心的基本原理z 利用转子高速旋转时所产生的强大离心力,加快颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数的或浮力密度差的物质分离开。
离心力)当离心机转子以一定的角速度z 离心力(F ):当离心机转子以一定的角速度ω(弧度/秒)旋转,颗粒的旋转半径为r (厘米)时,颗粒所受的向外的力即离心力力即离心力。
2==F ma m rωω:旋转角速度ω: 旋转角速度r:旋转体离旋转轴的距离()2/sec n rad πω=60相对离心力(RCF):又称分离因数,是衡量离心程度的相对离心力参数,是指在离心力场中,作用于颗粒的离心力相当于地球引力的倍数,单位是重力加速度g (980cm/秒2)。
RCF=ω2r/980=4π2n 2r/3600*980= 1.119*10-5n 2r222524 1.11910980r n r RCF n r ωπ−===×3600980×低速离心时常以每分钟的转数rpm (即n )来作为离心力单n:转子每分钟的转数(rpm)位;而高速离心则以g 表示。
Dole&Cotzias制作了转子速度和半径相对应的离心力列线图半径相对离心力转数Sedimentation coefficient (S)沉降系数Sedimentation coefficient (S)z 离心沉降和重力沉降只是对沉降的作用力不同,离心沉降的速度v 2v S r ω=z其中S 即为沉降系数。
z S 表示单位离心场中粒子的移动速度。
2303S −沉降速度212221log log 2.303()r r v r t t ωω===−单位离心力zr 1:离心前粒子距离转轴的距离z r :离心后粒子距离转轴的距离2在实际应用时常在1010-13秒左右,故把S在实际应用时常在Svedberg单位,单位,秒称为一个Svedberg沉降系数10沉降系数-1310秒称为一个。
离心原理PPT课件
1. 在离心管中加入适量淋巴细胞分离液。
2. 取肝素抗凝静脉血与等量Hank‘s液或RPMI1640 充分混 匀,用滴管沿管壁缓慢叠加于分层液面上,注意保持清 楚的界面,水平离心2000rpm×20分钟。
3. 离心后管内分为三层,上层为血浆和Hank‘s液,下层主 要为红细胞和粒细胞,中层为淋巴细胞分离液,在上、 中层界面处有一以单个核细胞为主的白色云雾层狭窄带 ,单个核细胞包括淋巴细胞和单核细胞。此外,还含有 血小板。
Ø 分离、纯化样品; Ø 对已纯化的样品进行结构和性质的分析。
.
2
一、离心的一般原理
颗 颗粒的密度、形状、大小
粒
运 液体介质的密度、粘度和重力场
动
的 的强度
方
向 悬浮颗粒在液体介质的扩散运动
和
速
颗粒越小,则沉降越慢,
度
扩散. 现象越严重。
3
1、离心力和相对离心力
离心力(centrifugal force,F)
.
9
离心机的构造
†转头 †驱动装置 †速度控制系统 †冷却装置 †真空装置 †光学检测系统
preparative
ultracentrifuge
.
10
离 心 转 头
a 水平转头
b 角式转头 c 垂直转头
角度在14-40℃ 之间
.
11
实验中常用的是普通离心机(转速一般 不高于4000rpm),用于分离血清和 沉淀细胞、大的沉淀物等。
等特性的影响。
†预计沉降时间;
†测定物质相对分. 子质量。
6
3、沉降速度(sedimentation velocity, v)
沉降速度是指在离心力作用下,单位 时间内颗粒沉降的距离。
离心现象及其应用教学教案
离心现象及其应用教学教案第一章:离心现象的引入1.1 教学目标了解离心现象的定义和产生条件掌握离心现象在日常生活中和工业中的应用培养学生的观察能力和思考能力1.2 教学内容离心现象的定义和产生条件离心现象在日常生活中的应用实例离心现象在工业中的应用实例1.3 教学方法采用问题导入法,引导学生思考离心现象的产生原因和应用场景通过图片和视频资料,展示离心现象在日常生活中的应用实例通过案例分析,让学生了解离心现象在工业中的应用实例1.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象的定义和产生条件的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心现象应用的思考和发现第二章:离心现象的原理2.1 教学目标掌握离心现象的原理和数学描述理解离心力与向心力的关系培养学生的数学思维能力2.2 教学内容离心现象的原理和数学描述离心力与向心力的关系离心现象的数学计算方法2.3 教学方法通过示例和数学推导,让学生理解离心现象的原理和数学描述采用问题解决法,引导学生思考离心力与向心力的关系通过练习题,巩固学生对离心现象数学计算方法的理解2.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象原理和数学描述的理解程度习题练习,评估学生对离心力与向心力的关系的掌握程度第三章:离心现象在日常生活中的应用3.1 教学目标了解离心现象在日常生活中的应用实例掌握离心泵、洗衣机和果汁机等设备的原理和工作方式培养学生的实际应用能力3.2 教学内容离心泵的原理和工作方式洗衣机的离心干燥原理果汁机的离心分离原理3.3 教学方法通过图片和实物展示,让学生了解离心现象在日常生活中的应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心泵、洗衣机和果汁机等设备的原理和工作方式进行小实验,让学生亲身体验离心现象的应用3.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在日常生活中应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心泵、洗衣机和果汁机等设备原理和工作方式的认识第四章:离心现象在工业中的应用4.1 教学目标了解离心现象在工业中的应用实例掌握离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理培养学生的工业应用能力4.2 教学内容离心分离的原理和应用离心压缩的原理和应用离心干燥的原理和应用4.3 教学方法通过图片和视频资料,展示离心现象在工业中的应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理进行小实验,让学生亲身体验离心现象在工业中的应用4.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在工业中应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理和应用的认识第五章:离心现象的综合应用5.1 教学目标了解离心现象在不同领域的综合应用掌握离心现象在不同行业中的具体应用实例培养学生的综合应用能力5.2 教学内容离心现象在交通工程中的应用离心现象在环境工程中的应用离心现象在生物工程中的应用5.3 教学方法通过图片和视频资料,展示离心现象在不同领域的综合应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心现象在不同行业中的具体应用实例进行小组讨论,让学生分享自己对离心现象综合应用的认识和思考5.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在不同领域综合应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心现象在不同行业中具体应用实例的认识第六章:离心现象在航天工程中的应用6.1 教学目标了解离心现象在航天工程中的重要应用掌握离心训练、离心模拟等关键技术培养学生的创新意识和科学精神6.2 教学内容离心现象在航天工程中的应用实例离心训练的原理和应用离心模拟在航天器设计中的作用6.3 教学方法通过图片和视频资料,展示离心现象在航天工程中的应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心训练、离心模拟等关键技术进行小组讨论,让学生分享自己对离心现象在航天工程中应用的认识和思考6.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在航天工程中应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心训练、离心模拟等关键技术的认识第七章:离心现象在医疗领域的应用7.1 教学目标了解离心现象在医疗领域的重要应用掌握离心分离、离心诊断等关键技术培养学生的关爱生命、关注健康的意识7.2 教学内容离心现象在医疗领域中的应用实例离心分离在血液学中的应用离心诊断在临床检验中的作用7.3 教学方法通过图片和视频资料,展示离心现象在医疗领域中的应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心分离、离心诊断等关键技术进行小组讨论,让学生分享自己对离心现象在医疗领域中应用的认识和思考7.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在医疗领域中应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心分离、离心诊断等关键技术的认识第八章:离心现象在材料科学中的应用8.1 教学目标了解离心现象在材料科学中的重要应用掌握离心力对材料结构和性能的影响培养学生的创新意识和实践能力8.2 教学内容离心现象在材料科学中的应用实例离心力对材料结构和性能的影响离心技术在材料制备和处理中的应用8.3 教学方法通过图片和视频资料,展示离心现象在材料科学中的应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心力对材料结构和性能的影响进行小组讨论,让学生分享自己对离心现象在材料科学中应用的认识和思考8.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在材料科学中应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心力对材料结构和性能的影响的认识第九章:离心现象在环境保护中的应用9.1 教学目标了解离心现象在环境保护中的重要应用掌握离心分离、离心净化等关键技术培养学生的环保意识和可持续发展观念9.2 教学内容离心现象在环境保护中的应用实例离心分离在废水处理中的应用离心净化在空气污染控制中的作用9.3 教学方法通过图片和视频资料,展示离心现象在环境保护中的应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心分离、离心净化等关键技术进行小组讨论,让学生分享自己对离心现象在环境保护中应用的认识和思考9.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在环境保护中应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心分离、离心净化等关键技术的认识第十章:离心现象的拓展研究10.1 教学目标了解离心现象在其他领域的拓展应用掌握离心现象在其他领域的具体应用实例培养学生的创新意识和科学精神10.2 教学内容离心现象在其他领域的拓展应用实例离心现象在其他领域的具体应用技术离心现象在未来的发展趋势10.3 教学方法通过图片和视频资料,展示离心现象在其他领域的拓展应用实例采用案例分析法,引导学生理解离心现象在其他领域的具体应用技术进行小组讨论,让学生分享自己对离心现象在其他领域中应用的认识和思考10.4 教学评估课堂问答,检查学生对离心现象在其他领域拓展应用实例的理解程度小组讨论,让学生分享自己对离心现象在其他领域具体应用技术的认识重点和难点解析第一章:离心现象的引入重点和难点解析:离心现象的定义和产生条件是本章节的核心内容,需要通过实例和实际操作来帮助学生理解。
离心现象及其应用教学教案
离心现象及其应用教学教案第一章:离心现象的引入1.1 教学目标:了解离心现象的定义和产生条件。
掌握离心现象在实际生活中的例子。
1.2 教学内容:离心现象的定义和产生条件。
离心现象在生活中的应用实例,如洗衣机、汽车轮胎、洒水车等。
1.3 教学方法:采用问题引导法,让学生通过观察和思考生活中的实例,自主发现离心现象的存在。
通过图片和视频资料,直观地展示离心现象。
1.4 教学步骤:1.4.1 导入:利用洗衣机脱水现象,引导学生思考离心现象的存在。
1.4.2 讲解:讲解离心现象的定义和产生条件。
举例说明离心现象在生活中的应用。
1.4.3 互动:让学生分享生活中观察到的离心现象实例。
讨论离心现象的原理和应用。
1.4.4 练习:布置课后作业,让学生结合自己的生活经验,观察和描述离心现象的应用实例。
第二章:离心现象的原理分析2.1 教学目标:理解离心现象的物理原理。
掌握离心现象的数学描述方法。
2.2 教学内容:离心现象的物理原理,包括向心力和离心力的概念。
离心现象的数学描述方法,包括圆周运动的公式和离心率的计算。
2.3 教学方法:采用讲解法,结合公式和实例,让学生理解离心现象的物理原理。
通过数学推导,让学生掌握离心现象的数学描述方法。
2.4 教学步骤:2.4.1 复习:复习上一章节的离心现象实例,引导学生思考离心现象的原理。
2.4.2 讲解:讲解离心现象的物理原理,包括向心力和离心力的概念。
推导离心现象的数学描述方法,包括圆周运动的公式和离心率的计算。
2.4.3 互动:让学生通过实例,应用离心现象的数学描述方法进行计算。
讨论离心现象的实际应用和意义。
2.4.4 练习:布置课后作业,让学生结合数学描述方法,分析和计算离心现象实例。
3.1 教学目标:掌握离心现象在实际中的应用实例。
理解离心现象在工程和技术领域的重要性。
3.2 教学内容:离心现象在不同领域的应用实例,如水利工程、机械制造、医学等。
离心现象在工程和技术领域的重要性和影响。
第五章_离心分离
5.5 螺旋卸料沉降离心机
沉降计算:
5.6 管式离心机
操作: 操作: 应用: 、 液分离 连续式),B、低固体含量 液分离(连续式 应用:A、液-液分离 连续式 、 (<1%)的固 液分离(间歇式 的固-液分离 间歇式)。 的固 液分离 间歇式 主要技术指标: 主要技术指标 : A、离心管直径40-150mm,长 径比4-8;B、离心强度8000—15000g;C、 处理能力100-400 L/h;D、适应的颗粒直径 适应的颗粒直径 0.01-100µm,固液密度差大于 µ , 固液密度差大于0.01g/cm3 ,固 体含量小于1% 体含量小于 优点: 优点:A、结构简单,价廉,B、分离效果好, 、分离效果好, 分离因子高8000—15000g 分离因子高 缺点: 缺点 :A、处理能力有限; B、低固体含量的悬 浮液(<1%)
5.2 离心分离原理
离心力: 离心力: Stock’s Force(粘滞吃力 : 粘滞吃力): 粘滞吃力 离心沉降速度: 离心沉降速度:
分离因子定义Fr: 分离因子定义 :离心力/重力加速度(g)的比值
Hale Waihona Puke 意义:衡量离心设备的离心程度的重要技术参数,用于离心 衡量离心设备的离心程度的重要技术参数, 衡量离心设备的离心程度的重要技术参数 机的分类
Questions
1
2 3 4 5
过滤技术难处理的发酵液如何处理 液液分离,并含少量固体颗粒 细胞器的分离 大分子物质分子量的测定 DNA半保留复制
1、何谓沉降 、
思考题
2、沉降与离心的异同 、 3、沉降与离心的速度方程 、 4、如何选择离心设备 、 5、常用的离心沉降设备有哪些 、 6、常用的离心过滤设备有哪些 、
2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档:第五章第七节 生活中的圆周运动 Word版含答案
第七节 生活中的圆周运动[学习目标] 1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源,能解决生活中的圆周运动问题. 2.了解航天器中的失重现象及缘由. 3.了解离心运动及物体做离心运动的条件,知道离心运动的应用及危害.[同学用书P 30]一、铁路的弯道(阅读教材P 26~P 27)1.运动特点火车转弯时做圆周运动,因而具有向心加速度,由于质量巨大,所以需要很大的向心力. 2.向心力来源(1)若转弯处内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力供应向心力.(2)若在修筑铁路时,依据弯道的半径和规定的速度,适当选择内、外轨的高度差,则转弯时所需的向心力几乎完全由重力和支持力的合力供应.拓展延长►———————————————————(解疑难) 对火车转弯时速度与向心力的争辩1.当火车以规定速度v 0转弯时,重力G 和支持力F N 的合力F 等于向心力,这时轮缘与内外轨均无侧压力.2.当火车转弯速度v >v 0时,重力G 和支持力F N 的合力F 小于向心力,外轨向内挤压轮缘,供应侧压力,与F 共同充当向心力.3.当火车转弯速度v <v 0时,重力G 和支持力F N 的合力F 大于向心力,内轨向外挤压轮缘,产生的侧压力与合力共同充当向心力.1.(1)车辆在水平路面上转弯时,所受重力与支持力的合力供应向心力.( )(2)车辆在水平路面上转弯时,所受摩擦力供应向心力.( ) (3)车辆在“内低外高”的路面上转弯时,受到的合力可能为零.( )(4)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时,向心力是由重力和支持力的合力供应的.( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)√二、拱形桥(阅读教材P 27~P 28) 1.汽车过凸形桥汽车在凸形桥最高点时,如图甲所示,向心力F n =mg -F N =mv 2R ,汽车对桥的压力F N ′=F N =mg -mv 2R,故汽车在凸形桥上运动时,对桥的压力小于汽车的重力.2.汽车过凹形桥汽车在凹形桥最低点时,如图乙所示,向心力F n =F N -mg =mv 2R ,汽车对桥的压力F N ′=F N =mg +mv 2R,故汽车在凹形桥上运动时,对桥的压力大于汽车的重力.拓展延长►———————————————————(解疑难)1.汽车通过拱形桥最高点时,F N =mg -m v 2R.(1)当v =gR 时,F N =0.(2)当0≤v <gR 时,0<F N ≤mg .(3)当v >gR 时,汽车将脱离桥面做平抛运动,发生危急.2.汽车通过凹形桥最低点时,F N =mg +m v 2R>mg ,故凹形桥易被压垮,因而实际中拱形桥多于凹形桥.2.(1)汽车在水平路面上匀速行驶时,对地面的压力等于车重,加速行驶时大于车重.( )(2)汽车在拱形桥上行驶,速度小时对桥面的压力大于车重,速度大时压力小于车重.( ) (3)汽车通过凹形桥底部时,对桥面的压力肯定大于车重.( ) 提示:(1)× (2)× (3)√三、航天器中的失重现象(阅读教材P 28)人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后可近似认为绕地球做匀速圆周运动,此时重力供应了航天器做圆周运动的向心力.航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动,其向心力也是由重力供应的,此时重力全部用来供应向心力,不对其他物体产生压力,即里面的人和物处于完全失重状态. 拓展延长►———————————————————(解疑难)1.物体在航天器中处于完全失重状态,并不是说物体不受重力,只是重力全部用来供应物体做圆周运动所需的向心力,使得物体所受支持力为0.2.任何关闭了发动机,又不受阻力的飞行器的内部,都是一个完全失重的环境. 3.失重状态下,一切涉及重力的现象均不再发生,如无法使用水银气压计、天公平.留意:航天器中的物体所受重力小于在地面所受重力的现象,不是失重现象.3.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,下列说法中正确的有( )A .在飞船内可以用天平测量物体的质量B .在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压C .在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D .在飞船内将重物挂于弹簧测力计上,弹簧测力计示数为0,但重物仍受地球的引力提示:选CD.飞船内的物体处于完全失重状态,此时放在天平上的物体对天平的压力为0,因此不能用天平测量物体的质量,A 错误;同理,水银也不会产生压力,故水银气压计也不能使用,B 错误;弹簧测力计测拉力遵从胡克定律,拉力的大小与弹簧伸长量成正比,C 正确;飞船内的重物处于完全失重状态,并不是不受重力,而是重力全部用于供应物体做圆周运动所需的向心力,D 正确.四、离心运动(阅读教材P 28~P 29)1.定义:在向心力突然消逝或合力不足以供应所需的向心力时,物体沿切线飞出或做渐渐远离圆心的运动.2.离心运动的应用和防止(1)应用:离心干燥器;洗衣机的脱水桶;离心制管技术.(2)防止:汽车在大路转弯处必需限速行驶;转动的砂轮、飞轮的转速不能太高.拓展延长►———————————————————(解疑难) 离心运动的动力学分析F 合表示对物体供应的合外力,mω2r 或m v 2r表示物体做圆周运动所需要的向心力.(1)若F 合=mω2r 或F 合=mv 2r ,物体做匀速圆周运动,即“供应”满足“需要”.(2)若F 合>mω2r 或F 合>mv2r ,物体做半径变小的近心运动,即“供应”大于“需要”.(3)若F 合<mω2r 或F 合<mv 2r,则外力不足以将物体拉回到原圆周轨道上,物体渐渐远离圆心而做离心运动,即“需要”大于“供应”或“供应不足”.(4)若F 合=0,则物体沿切线方向飞出.留意:(1)离心运动并非受所谓“离心力”作用,而是物体惯性的表现.(2)离心运动并不是物体沿半径方向飞出,而是运动半径越来越大或沿切线方向飞出. (3)离心运动的性质由其受力和此时的速度共同打算.4.关于离心运动,下列说法中正确的是( )A .物体突然受到离心力的作用,将做离心运动B .做匀速圆周运动的物体,当供应向心力的合外力突然变大时将做离心运动C .做匀速圆周运动的物体,只要供应向心力的合外力的数值发生变化,就将做离心运动D .做匀速圆周运动的物体,当供应向心力的合外力突然消逝或变小时将做离心运动提示:选D.物体做什么运动取决于物体所受合外力与物体所需向心力的关系,只有当供应的合外力小于所需要的向心力时,物体才做离心运动,所以做离心运动的物体并没有受到所谓的离心力的作用,离心力没有施力物体,所以离心力不存在.由以上分析可知D 正确.火车转弯问题的解题策略[同学用书P 32]1.对火车转弯问题肯定要搞清合力的方向.指向圆心方向的合外力供应物体做圆周运动的向心力,方向指向水平面内的圆心.2.弯道两轨在同一水平面上时,向心力由外轨对轮缘的挤压力供应.3.当外轨高于内轨时,向心力由火车的重力和铁轨的支持力以及内、外轨对轮缘的挤压力的合力供应,这还与火车的速度大小有关.——————————(自选例题,启迪思维)(2021·德州高一检测)火车以半径r =900 m 转弯,火车质量为8×105 kg ,轨道宽为l =1.4 m ,外轨比内轨高h =14 cm ,为了使铁轨不受轮缘的挤压,火车的速度应为多大?(g 取10 m/s 2)[思路探究] (1)火车转弯所需向心力由________力和____________力的合力供应,沿________方向. (2)当α很小时,可近似认为sin α和tan α________. [解析]若火车在转弯时不受挤压,即由重力和支持力的合力供应向心力,火车转弯平面是水平面.火车受力如图所示,由牛顿其次定律得F =mg tan α=m v 2r①由于α很小,可以近似认为tan α=sin α=hl②解①②式得v =30 m/s. [答案] 30 m/s (2021·高考新课标全国卷Ⅱ)大路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某大路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c 时,汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处( )A .路面外侧高内侧低B .车速只要低于v c ,车辆便会向内侧滑动C .车速虽然高于v c ,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动D .当路面结冰时,与未结冰时相比,v c 的值变小[解析] 汽车以速率v c 转弯,需要指向内侧的向心力,汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势,说明此处大路内侧较低外侧较高,选项A 正确.车速只要低于v c ,车辆便有向内侧滑动的趋势,但不肯定向内侧滑动,选项B 错误.车速虽然高于v c ,由于车轮与地面有摩擦力,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动,选项C 正确.依据题述,汽车以速率v c 转弯,需要指向内侧的向心力,汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势,没有受到摩擦力,所以当路面结冰时,与未结冰时相比,转弯时v c 的值不变,选项D 错误.[答案] AC (2021·嘉兴高一检测)铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的,已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ,如图所示,弯道处的圆弧半径为R ,若质量为m 的火车转弯时速度等于gR tan θ,则( )A .内轨对内侧车轮轮缘有挤压B .外轨对外侧车轮轮缘有挤压C .这时铁轨对火车的支持力等于mgcos θD .这时铁轨对火车的支持力大于mgcos θ[思路点拨] 求解该题应把握以下两点:(1)火车转弯的向心力由重力和支持力的合力供应. (2)v <v 0内侧轮缘受挤压;v >v 0外侧轮缘受挤压.[解析]由牛顿其次定律F 合=m v 2R ,解得F 合=mg tan θ,此时火车受重力和铁路轨道的支持力作用,如图所示,F N cos θ=mg ,则F N =mgcos θ,内、外轨道对火车均无侧压力,故C 正确,A 、B 、D 错误.[答案] C[名师点评] (1)火车以规定速度通过弯道时,是由重力与支持力的合力供应向心力,其合力沿水平方向指向圆心;(2)车辆在水平路面上转弯时,摩擦力供应向心力.凹凸桥问题的求解[同学用书P 33]1.运动学特点:汽车过凹凸桥时的运动可看做圆周运动. 2.运动学分析(1)向心力来源:汽车过凹凸桥的最高点或最低点时,在竖直方向受重力和支持力,其合力供应向心力. (2)汽车过凹凸桥压力的分析与争辩若汽车质量为m ,桥面圆弧半径为R ,汽车在最高点或最低点速率为v ,则汽车对桥面的压力大小状况争辩如下:汽车过凸形桥 汽车过凹形桥受力分析指向圆心为正方向G -F N =m v 2RF N =G -m v 2RF N -G =m v 2RF N =G +m v 2R牛顿第三定律F 压=F N =G -m v 2RF 压=F N =G +m v 2R争辩v 增大,F 压减小; 当v 增大到gR 时,F 压=0v 增大,F 压增大——————————(自选例题,启迪思维)如图所示,质量m =2.0×104 kg 的汽车以不变的速领先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为60 m .假如桥面承受的压力不得超过3.0×105 N ,则:(1)汽车允许的最大速率是多少?(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?(g 取10 m/s 2)[思路点拨] 首先推断汽车在何位置对路面的压力最大、最小,然后利用向心力公式求解. [解析] (1)汽车在凹形桥底部时,由牛顿其次定律得F N -mg =m v 2r ,代入数据解得v =10 3 m/s.(2)汽车在凸形桥顶部时,由牛顿其次定律得mg -F N ′=mv 2r ,代入数据得F N ′=105 N.由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力是105 N.[答案] (1)10 3 m/s (2)105 N如图所示,汽车在酷热的夏天沿凹凸不平的曲面匀速率行驶,其中最简洁发生爆胎的点是( )A .a 点B .b 点C .c 点D .d 点[解析] 由于匀速圆周运动的向心力和向心加速度公式也适用于变速圆周运动,故在a 、c 两点F N =G -m v 2r <G ,不简洁发生爆胎;在b 、d 两点F N =G +m v 2r >G ,由题图知b 点所在曲线半径大,即r b >r d ,又v b =v d ,故F N b <F N d ,所以在d 点车胎受到的压力最大,所以d 点最简洁发生爆胎. [答案] D城市中为了解决交通问题,修建了很多立交桥.如图所示,桥面是半径为R 的圆弧形的立交桥AB 横跨在水平路面上,一辆质量为m 的小汽车,在A 端冲上该立交桥,小汽车到达桥顶时的速度大小为v 1,若小汽车上桥过程中保持速率不变,则( )A .小汽车通过桥顶时处于失重状态B .小汽车通过桥顶时处于超重状态C .小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为F N =mg -m v 21RD .小汽车到达桥顶时的速度必需大于gR[解析] 由圆周运动学问知,小汽车通过桥顶时,其加速度方向向下,由牛顿其次定律得mg -F N =m v 21R,解得F N =mg -m v 21R <mg ,故其处于失重状态,A 正确B 错误;F N =mg -m v 21R只在小汽车通过桥顶时成立,而其上桥过程中的受力状况较为简单,C 错误;由mg -F N =m v 21R 解得v 1=gR -F N R m≤gR ,D 错误.[答案] A[名师点评] (1)汽车过凸桥顶部时对桥面的压力小于汽车重力,过凹桥底部时对桥面的压力大于汽车重力.(2)过凸桥顶时汽车的速度不能超过gR ,否则可能消灭飞车现象;过凹桥底时汽车的速度也不宜过大,否则可能消灭爆胎现象.[同学用书P 34]物理模型——竖直平面内圆周运动的绳、杆模型轻绳模型轻杆模型常见类型特点不能支持物体既能支持物体,又能拉物体 过最高点的临界条件由mg =m v 2r得v 临=gr由小球能运动即可,得v 临=0 争辩分析(1)过最高点时,v ≥gr ,F N+mg =m v 2r,绳、轨道对球产生弹力F N(2)不能过最高点时v <gr ,在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道(1)当v =0时,F N =mg ,F N 为支持力,沿半径背离圆心 (2)当0<v <gr 时,-F N +mg=m v 2r,F N 背离圆心且随v 的增大而减小(3)当v =gr 时,F N =0(4)当v >gr 时,F N +mg =m v 2r,F N 指向圆心并随v 的增大而增大[范例] 绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,水的质量m =0.5 kg ,绳长l =60 cm ,求: (1)在最高点时水不流出的最小速率;(2)水在最高点速率v =3 m/s 时,水对桶底的压力.[思路点拨] (1)水不流出的条件是水对桶底的压力F N ≥0,最小速率应满足mg =mv 2/l . (2)速率大于最小速率时,向心力是由重力和桶底对水的压力的合力供应. [解析] (1)设在最高点时的临界速度为v ,则有mg =m v 2l,得v =gl =9.8×0.6 m/s =2.42 m/s.(2)设桶底对水的压力为F N ,则有mg +F N =mv 2l得F N =m v 2l -mg =0.5×⎝⎛⎭⎫320.6-9.8 N =2.6 N 由牛顿第三定律,水对桶底的压力F N ′=F N =2.6 N ,方向竖直向上.[答案] (1)2.42 m/s (2)2.6 N ,方向竖直向上[名师点评] 解答竖直平面内圆周运动问题时,首先要分清是绳模型还是杆模型.其次明确两种模型到达最高点的临界条件.另外,对于杆约束物体运动到最高点时的弹力方向可先假设,然后依据计算结果的正负来确定.长度为0.5 m 的轻杆OA 绕O 点在竖直平面内做圆周运动,A 端连着一个质量m =2 kg 的小球.求在下述的两种状况下,通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向:(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s ; (2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s. 解析:小球在最高点的受力如图所示. (1)杆的转速为2.0 r/s 时, ω=2πn =4π rad/s 由牛顿其次定律得 F +mg =mω2L故小球所受杆的作用力F =mω2L -mg =2×(42×π2×0.5-10) N ≈138 N 即杆对小球供应了138 N 的拉力由牛顿第三定律知,小球对杆的拉力大小为138 N ,方向竖直向上. (2)杆的转速为0.5 r/s 时,ω′=2πn ′=π rad/s 同理可得小球所受杆的作用力F ′=mω′2L -mg =2×(π2×0.5-10) N ≈-10 N.力F ′为负值表示它的方向与受力分析中所假设的方向相反,由牛顿第三定律知,小球对杆的压力大小为10 N ,方向竖直向下.答案:(1)138 N ,方向竖直向上 (2)10 N ,方向竖直向下[同学用书P 34][随堂达标]1.在下面所介绍的各种状况中,哪种状况将消灭超重现象( )①荡秋千经过最低点的小孩 ②汽车过拱形桥 ③汽车过凹形桥 ④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器A .①②B .①③C .①④D .③④ 解析:选B.物体在竖直平面内做圆周运动,受重力和拉力(或支持力)的作用,物体运动至最高点时向心加速度向下,则mg -F N =m v 2R ,有F N <mg ,物体处于失重状态,若mg =m v 2R,则F N =0,物体处于完全失重状态.物体运动至最低点时,向心加速度向上,则F N -mg =m v2R ,有F N >mg ,物体处于超重状态.由以上分析知①③将消灭超重现象.2.下列关于离心现象的说法正确的是( )A .当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消逝时,它将做背离圆心的圆周运动C .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消逝时,它将沿切线做直线运动D .做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消逝时,它将做曲线运动解析:选C.向心力是依据效果命名的,做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或几个力的合力供应的.因此,它并不受向心力和离心力的作用.它之所以产生离心现象是由于F 合=F 向<mω2r ,故选项A 错误.物体在做匀速圆周运动时,若它所受到的力都突然消逝,依据牛顿第肯定律,从这时起将沿切线方向做匀速直线运动,故选项C 正确,选项B 、D 错误.3.(2021·绵阳高一检测)火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶速度为v ,则下列说法中正确的是( )A .当以v 的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力供应向心力B .当以v 的速度通过此弯路时,火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力供应向心力C .当速度大于v 时,轮缘挤压外轨D .当速度小于v 时,轮缘挤压外轨解析:选AC.火车拐弯时按铁路的设计速度行驶时,向心力由火车的重力和轨道的支持力的合力供应,A 对,B 错;当速度大于v 时,火车的重力和轨道的支持力的合力小于向心力,外轨对轮缘有向内的弹力,轮缘挤压外轨,C 对,D 错.4.用细绳拴着质量为m 的小球,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动,如图所示.则下列说法正确的是( ) A .小球通过最高点时,绳子张力可以为0 B .小球通过最高点时的最小速度为0 C .小球刚好通过最高点时的速度是gRD .小球通过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反解析:选AC.设小球通过最高点时的速度为v ,由合力供应向心力及牛顿其次定律得mg +F T =m v 2R .当F T=0时,v =gR ,故选项A 正确.当v <gR 时,F T <0,而绳子只能产生拉力,不能产生与重力方向相反的支持力,故选项B 、D 错误.当v >gR 时,F T >0,小球能沿圆弧通过最高点.可见,v ≥gR 是小球能沿圆弧通过最高点的条件,故选项C 正确.5.(选做题)(2021·天津南开中学高一检测)某人为了测定一个凹形桥的半径,在乘汽车通过凹形桥最低点时,他留意到车上的速度计示数为72 km/h ,悬挂1 kg 钩码的弹簧测力计的示数为11.8 N ,则桥的半径为多大?(g 取9.8 m/s 2)解析:v =72 km/h =20 m/s对钩码由向心力公式得F -mg =m v 2R所以R =mv 2F -mg =1×20211.8-9.8m =200 m.答案:200 m [课时作业] 一、选择题 1.(2021·高考上海卷)秋千的吊绳有些磨损.在摇摆过程中,吊绳最简洁断裂的时候是秋千( ) A .在下摆过程中 B .在上摆过程中 C .摆到最高点时 D .摆到最低点时解析:选D.当秋千摆到最低点时速度最大,由F -mg =m v 2l 知,吊绳中拉力F 最大,吊绳最简洁断裂,选项D 正确.2.(2021·湛江高一检测)汽车驶向一凸形桥,为了在通过桥顶时,减小汽车对桥的压力,司机应( ) A .以尽可能小的速度通过桥顶 B .适当增大速度通过桥顶 C .以任何速度匀速通过桥顶D .使通过桥顶的向心加速度尽可能小解析:选B.汽车通过凸形桥顶时,汽车过桥所需的向心力由重力和桥对车的支持力共同供应,由牛顿其次定律,有mg -F N =m v 2R ,由牛顿第三定律知,汽车对桥顶的压力与F N 等大反向,当v =gR 时,F N =0,车对桥的压力为零,可见在汽车不飞离桥面的前提下,适当增大汽车的速度,可以减小汽车对桥的压力,B 正确.3.(多选)如图所示,小物块位于放于地面的半径为R 的半球的顶端,若给小物块一水平的初速度v 时小物块对半球刚好无压力,则下列说法正确的是( )A .小物块马上离开球面做平抛运动B .小物块落地时水平位移为2RC .小物块沿球面运动D .小物块落地时速度的方向与地面成45°角解析:选AB.小物块在最高点时对半球刚好无压力,表明从最高点开头小物块即离开球面做平抛运动,A 对,C 错;由mg =m v 2R 知,小物块在最高点的速度大小v =gR ,又由于R =12gt 2,v y =gt ,x =vt ,故x =2R ,B 对;tan θ=v yv=2,θ>45°,D 错.4.如图所示,天车下吊着两个质量都是m 的工件A 和B ,整体一起向左匀速运动.系A 的吊绳较短,系B 的吊绳较长,若天车运动到P 处突然停止,则两吊绳所受拉力F A 、F B 的大小关系是( )A .F A >FB >mg B .F A <F B <mgC .F A =F B =mgD .F A =F B >mg解析:选A.当天车突然停止时,A 、B 工件均绕悬点做圆周运动.由F -mg =m v 2r ,得拉力F =mg +m v 2r ,故知A 项正确.5.无缝钢管的制作原理如图所示,竖直平面内,管状模型置于两个支承轮上,支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动,铁水注入管状模型后,由于离心作用,铁水紧紧地掩盖在模型的内壁上,冷却后就得到无缝钢管.已知管状模型内壁半径为R ,则下列说法正确的是( )A .铁水是由于受到离心力的作用才掩盖在模型内壁上的B .模型各个方向上受到的铁水的作用力相同C .若最上部的铁水恰好不离开模型内壁,此时仅重力供应向心力D.管状模型转动的角速度ω最大为g R解析:选C.铁水是由于离心作用掩盖在模型内壁上的,模型对它的弹力和重力的合力供应向心力,选项A错误;模型最下部受到的铁水的作用力最大,最上方受到的作用力最小,选项B错误;最上部的铁水假如恰好不离开模型内壁,则重力供应向心力,由mg=mRω2,可得ω=gR,故管状模型转动的角速度ω至少为gR,选项C正确,D错误.6.(多选)宇航员在绕地球匀速运行的空间站做试验.如图,光滑的半圆形管道和底部粗糙的水平AB管道相连接,整个装置安置在竖直平面上,宇航员让一小球(直径比管道直径小)以肯定的速度从A端射入,小球通过AB段并越过半圆形管道最高点C后飞出,则()A.小球从C点飞出后将做平抛运动B.小球在AB管道运动时不受摩擦力作用C.小球在半圆管道运动时受力平衡D.小球在半圆管道运动时对管道有压力解析:选BD.空间站中处于完全失重状态,所以小球处于完全失重状态,故小球从C点飞出后不会落回“地”面,故A错误;小球在AB管道运动时,与管道没有弹力作用,所以不受摩擦力作用,故B正确;小球在半圆管道运动时,所受合外力供应向心力,受力不平衡,故C错误;小球在半圆管道运动时受到管道的压力供应向心力,所以小球在半圆管道运动时对管道有压力,故D正确.7.乘坐如图所示游乐园的过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动,下列说法正确的是()A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人肯定会掉下去B.人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力肯定小于mgC.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D.人在最低点时对座位的压力大于mg解析:选D.过山车上人经最高点及最低点,受力如图,在最高点,由mg+F N=m v21R 可得:F N=m⎝⎛⎭⎫v21R-g①在最低点,由F N′-mg=m v22R 可得:F N′=m⎝⎛⎭⎫v22R+g②由支持力(等于压力)表达式分析知:当v1较大时,最高点无保险带也不会掉下,且还可能会对轨道有压力,大小因v1而定,所以A、B均错误.上、下两处向心力大小不等,向心加速度大小也不等(变速率),所以C错误;又由②式知最低点F N′>mg,所以D正确.8.(2021·鹤岗高一检测)如图所示,有一质量为M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定后悬挂在O点,有两个质量为m的小环(可视为质点),同时从大环两侧的对称位置由静止滑下.两小环同时滑到大环底部时,速度都为v,则此时大环对轻杆的拉力大小为()A.(2m+M)g B.Mg-2mv2RC.2m⎝⎛⎭⎫g+v2g+Mg D.2m⎝⎛⎭⎫v2R-g+Mg解析:选C.设在最低点时大环对小环的支持力为F N,由牛顿其次定律F N-mg=mv2R,解得F N=mg+mv2R.依据牛顿第三定律得每个小环对大环的压力F′N=mg+mv2R.由大环受力平衡得,此时大环对轻杆的拉力F T =2m⎝⎛⎭⎫g+v2R+Mg,C正确.9.在高速大路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看成是做半径为R的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于()A.gRhL B.gRhdC.gRLh D.gRdh解析:选B.对汽车受力分析,如图所示,则有mv2R=mg cot θ=mg hd,故v=gRhd,B正确.10.(2022·高考安徽卷)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10 m/s2.则ω的最大值是()A. 5 rad/sB. 3 rad/s。
环境工程原理 第五章 沉降
1 P 2 ut gd P 18
斯托克斯(Stokes)公式
第二节 重力沉降
(2)过渡区:2<ReP<103
18.5 CD 0.6 ReP
ut 0.27
0.6 ( P ) gd P ReP
艾仑(Allen)公式 CD = 0.44
第三节 离心沉降
(二)旋流分离器
• 旋流分离器用于分离悬浮液,在结构和操作原理上与旋风 分离器类似。 • 旋流分离器的特点: ①形状细长,直径小,圆锥部分长,有利于颗粒分离。 ②中心经常有一个处于负压的气柱,有利于提高分离效 果。
• 在水处理中,旋流分离器又称为水力旋流器,可用于高浊 水泥沙的分离、暴雨径流泥沙分离、矿厂废水矿渣的分离等。
utc
4( P )d P r 2 3 CD
4( P )d P g 重力沉降 ut 3 CD
• 沉降方向不是向下,而是向外,即背离旋转中心。 • 由于离心力随旋转半径而变化,致使离心沉降速度也随粒 径所处的位置而变。 • 离心沉降速率在数值上远大于重力沉降速率。
第三节 离心沉降
π 2 u 2 FD CD dP 4 2
CD与Re有关
第三节 离心沉降
F Fc Fb FD
2 1 3 π u 2 πd P ( P )r 2 CD d P 6 4 2 du m dt 颗粒在此位置上的离心沉降速度:
如果这三项力能达到平衡 du/dt=0
2 CD与ReP的关系曲线转换成 CD ReP 与ReP的关系曲线。
第二节 重力沉降
CDReP-1(不包含颗粒直径的摩擦数群) 由颗粒直径计算沉降速度 由颗粒直径和其他参 数,计算摩擦数群。
离心式水泵及其维修知识概述
第五章离心式水泵及维修知识离心泵分类、型号、工作原理及经济运行一、D型离心泵式水泵的结构、主要零部件的材质及作用。
国产D型多级离心泵的吸入口位于进水段上呈水平方向,排出口在出水段上呈垂直方向。
叶轮除第一级外,其机构和尺寸都是一样的。
二、试述离心泵的工作原理:在泵内充满水的情况下,当叶轮在泵壳内高速旋转时,叶轮里的水以很快的速度被甩离叶轮向四周射去,它们具有很大的能量,汇集和通过蜗形泵壳,流道逐步加大,流速逐步减低,压力逐步增加,根据水流总要从高压向低压流动的道理,泵壳内的高压水沿着出口管被压送到高处去。
与此同时,叶轮内部的水被离心力甩出去,原来的窨就形成真空或低于大气压状态,水井的水面受大气压的作用,便冲开底阀,使水进入叶轮,充实了原有空间,叶轮不断被离心力甩出去,水井的水,也就源源不断通过水管,进入叶轮,这是离心泵的简单工作原理。
离心泵产生压力的大小与叶轮直径和转速有关,转速越高,叶轮直径超大,产生的压力越高,多级式离心泵级数越多,产生的压力也越大。
三、什么叫离心式水泵的特性曲线?怎样制成的?各曲线的意义是什么?水泵在额定转速下,用流量Q为横座标,扬程H,轴功率N和效率η为纵座标表示的关系曲线称为离心水泵的特性曲线,它是通过实验的方法获得的。
四、什么叫水泵的工况点?从水泵的特性曲线中,我们知道水泵的流量、扬程、轴功率、效率不是固定不变的数值,那么水泵究竟在特性曲线哪一点工作呢?这要取决于排水设备中管路曲线与水泵扬程曲线的交点,这个交点就是水泵工作状况点,简称工况点。
五、“允许吸上真空度”是何含义?什么叫汽蚀?有何危害?当水泵进口处的真空度大到一定程度时,虽然是在常温下,水也要汽化而产生大量汽泡,这些汽泡随水一起流入叶轮,由于离心力的作用,水的压力又逐渐升高,汽泡又凝结成水而消失。
在汽泡消失时,四周的水以很快的速度来补充而发生猛烈的撞击,打击叶轮片及轮壁表面,使叶片损坏,进口处产生蜂窝状的一小块一小块的剥落,这就叫气蚀。
离心技术
36
甩平式转头 36,000
5×5
55
垂直管转头 100,000 8×5
<2
近垂直管转头 78,000
8×5
4
效果 较好
好 较好
好
离心管
塑料离心管:聚乙烯(PE)管,纤维素(CAB) 管,聚碳酸酯(PC)管,聚丙二醇酯(PP)管 等。
不锈钢离心管
离心方法介绍及举例
沉淀离心 差速分级离心 密度梯度离心 淘洗离心 连续流离心
水
平
转
头
的
基
600 rpm
本
结
构
垂直转头(vertical tube rotor)
垂直转头:是指离心管与旋转轴成平行方向。当 转头旋转时,离心管中的液体层改变方向,与旋 转轴成垂直方向。当离心结束后,液层又随转速 的降低慢慢恢复原位。
承受的最大离心速度在100, 000 r/min左右,最大 离心力在700, 000g 。
近垂直管转头 超速 连续离心转头 低、高、超速
1989年,(日)Hitachi Koki;(美) Beckman公司
1965年,(英)MSE公司
角转头(angle rotor)
角转头:离心管放置的位置与转头的旋转轴之间 成一个固定角度,通常在14-40℃之间。 承受的最大离心速度在100,000 r/min,最大离心 力可达800,000 × g。 适用于差速离心,也可用于等密度离心。 特点:容量大,转头内容纳的离心管多。
1955年,Anderson发明了区带转头,并用区带离 心法首次证明了DNA双螺旋结构半保留复制的假说;
1955年以后,开始了超速、高速、低速大容量离 心机以及分析用超速离心机的商品化生产;
离心压缩机的性能曲线ppt课件
喘振点qs 设计点qd
堵塞点qc
6
b. 当进气流量增大时,离心压缩机内的能量损 失也会增大,机组的效率也会逐渐下降。此 时,叶轮对气体所作的功全部用来克服能量 损失,这时级中压力无法升高。或者流量增 大到某值后,流道某处达到了声速,因激波 损失而无法使气体升压。这时级达到堵塞工 况。
喘振工况和堵塞工况之间的区域称为稳定工 作区。通常用调节率来表示稳定工作区: 调节率 = ( qd – qs ) / qd × 100%
2. 级的性能曲线
离心压缩机级在不同流量时的级压比ε(或者排压)、级效率 η、功率P与进口流量qv的关系曲线称为级的性能曲线。
右图为一定转速下某模型级的性能曲线,由图可以看出:
a. 在一定的进口气体状态或者转速下,增大流量,级的压 比将下降。反之,则上升。
b. 离心压缩机的级效率存在一个最大值,通常取这个最大 效率点作为设计点。当进口流量偏离设计点时,级效率 都会因为级内的损失增大而下降。
5
三. 稳定工作区
通常离心压缩机的设计点是机组的最高效率点,机组大部分时间应当在此点运行。但是 其运行点不可能始终保持在这一点上不变。在实际运行时,随着管网用气状态的变化, 离心压缩机的运行点也会随之发生移动。如下图所示。
a. 当进气流量减小时,随着离心压缩机内能量 损失的增大,机组的效率会逐渐下降。若进 气流量继续减小,将导致喘振的发生。喘振 的危害是十分严重的,离心压缩机不允许在 喘振工况下工作。
a. 多级串联工作与单级工作相比,整机的 喘振流量增大,堵塞流量减小。
b. 多级串联工作与单级工作相比,整机性 能曲线的形状变陡,稳定工况范围变窄。
c. 串联的级数越多,整机的性能曲线就越 陡,稳定工况范围也就越窄。
圆与双曲线的离心率教案
圆与双曲线的离心率教案第一章:圆的定义与性质1.1 圆的定义:在同一平面内,到定点的距离等于定长的点的集合。
1.2 圆的性质:1.2.1 圆心到圆上任意一点的距离相等。
1.2.2 圆上任意两点与圆心的连线所夹角相等。
1.2.3 圆的半径垂直于通过圆心的弦。
第二章:双曲线的定义与性质2.1 双曲线的定义:在同一平面内,到两个焦点的距离之差为定值的点的集合。
2.2 双曲线的性质:2.2.1 两个焦点位于双曲线的对称轴上。
2.2.2 实轴是双曲线的对称轴。
2.2.3 双曲线的渐近线斜率为±b/a。
第三章:离心率的定义与性质3.1 离心率的定义:对于双曲线,离心率e等于焦距与实轴的比值,即e=c/a。
3.2 离心率的性质:3.2.1 离心率e>1,表示双曲线开口朝两边。
3.2.2 离心率e<1,表示双曲线开口朝两边但更加扁平。
3.2.3 离心率e=1,表示双曲线退化成直线。
第四章:圆的离心率4.1 圆的离心率:由于圆是特殊的双曲线,其离心率e=0。
4.2 圆的离心率性质:4.2.1 圆的离心率始终为0,因为圆心到圆上任意一点的距离相等。
4.2.2 圆的实轴长度等于圆的直径,即2a=2r。
第五章:双曲线的离心率与焦点5.1 双曲线的离心率与焦点的关系:5.1.1 离心率e越大,焦点距离中心的距离越远。
5.1.2 离心率e越小,焦点距离中心的距离越近。
5.2 双曲线的焦点与离心率的计算:5.2.1 焦点到中心的距离c=ae。
5.2.2 实轴长度2a与离心率e的关系:e=c/a。
第六章:双曲线的渐近线6.1 渐近线的定义:对于双曲线,当x或y趋于无穷大时,双曲线的曲线趋近于一条直线,称为渐近线。
6.2 渐近线的性质:6.2.1 渐近线与双曲线的距离随着x或y的增大而减小,最终趋近于0。
6.2.2 双曲线的渐近线方程为y=±(b/a)x。
第七章:离心率与双曲线的形状7.1 离心率与双曲线开口的关系:7.1.1 离心率e>1时,双曲线开口朝两边,且随着e的增大,开口更加明显。
第五章离心机
第五章离心机5.1 概述用来转鼓旋转产生的离心力,来实现悬浮液、乳浊液及其他无聊的分离或浓缩的机器。
它具有结构紧凑、体积小、分离效率高、生产能力大及附属设备少等优点。
5.1.1离心分离过程1.离心过滤用来分离固体含量较多且颗粒较大的悬浊液。
转鼓由拦液板、鼓壁、和鼓底组成。
金属丝网作底、滤布覆盖在上面。
离心力远大于重力,所以主要是离心过滤。
2.离心沉降过程用于分离固体含量较少且粒度较细的悬浮液。
转鼓鼓壁上没有小孔,不设过滤介质。
当转鼓旋转时,悬浮液在离心力的作用下,固体颗粒因为密度大于液体密度而向鼓壁沉降,形成沉渣,而留在内层的澄清液体则经过转鼓上溢流口排出。
3.离心分离过程用于分离两种密度不同的液体所形成的乳浊液或含有极微量的固体颗粒的悬浮液。
在离心力的作用下,液体按照密度不同分为内外两层,密度大的在外企曾,密度小的在内层,通过一定的装置将它们分别引出;固相则沉于鼓壁上,间歇排出。
用于这种分离过程的离心机叫分离机,其转鼓也是没有孔的。
5.1.2分离因数物质在转鼓中作圆周运动,一定受到离心力的作用,离心力的大小与转股的直径、物料的密度、转速等有关系,可以表示为:离心机分离的效果如何取决于分离因数,分离因数经常用离心力与重力的比值来表示分离因数反映了离心机离心能力 的大小,数值越大,分离效果越好;对于固体颗粒小、液体粘度大和难分离的悬浮液用分离因数较大的离心机。
一般分离因数的数值在300~106之间,所以重力的因素在来考虑离心分离时,可以忽略不计。
但是,分离因数不可能无限制的增大,还要考虑结构和操作的方便。
5.1.3 离心机的型号分类及型号编制1.分类按分离过程分:过滤式离心机,如三足式离心机、上悬式离心机、卧式刮刀卸料式离心机; 沉降式离心机,如三足式沉降离心机、刮刀卸料沉降离心机和螺旋卸料式离心机; 分离机,如管式分离机、多室式离心机按照分离因数分类:常速分离机 ,分离因数小于3500,适用于含固体颗粒较大或颗粒中等及纤维状固体的悬浮液;高速离心机,分离因数在3500~50000。
高中物理必修二第五章—5.14向心运动与离心运动
二、离心运动
1定义:原来做圆周运动的物体,离开圆轨道,做远离 圆心的运动。如图:
2、物体做离心运动的条件:
物体沿半径方向所受到合外力小于作圆周运动时所需要 的向心力。即:Fr<mv2/r或Fr<mω2r 解析为什么?
3、离心现象及其应用:
Fr=0
视频:离心运动的应用
Fr=<mω2
Fr=<mω2Fra bibliotek三、向心运动 1、定义:原来做圆周运动的物体,离开圆轨道,做靠
5.15 离心运动与向心运动
一、物体作圆周运动的条件:
1、公式:Fn=mv2/r 的理解: 等式的右边:做圆周运动的物体所需要的向心力。它 由做圆周运动的物体的质量、半径、线速度(或角速 度)决定。即由物体的内因决定,称为内需
等式的左边:做圆周运动的物体沿半径方向所受的合 外力,是外部环境提供的向心力。它决定于物体所处 外部环境——施力物体。称为外供
B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/s
C.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2
D.通过小圆弧弯道的时间为5.58 s
例题4:如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道,
转弯处为圆心在O点的半圆环,其内、外半径分别为r
和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′
线,有如图所示的①、②、③三条路线,其中路线③
⑶曲率半径用来描述曲线的弯曲程度。曲线某点的曲 率半径越小,表示曲线在该点的弯曲程度越大。
2、物理关系
⑴任意的曲线运动都可以看做半径不断改变的圆周 运动。
⑵物体所受的合外力沿法线方向的分力提供向心力。 如图:
Fn
m
v2
;F
m
v t
风机装置标准国家标准[整理版]
第一章一般规定第二章离心通风机第三章轴流通风机第四章罗茨式和叶氏式鼓风机第五章离心鼓风机和压缩机第六章试运转第一章一般规定第1条本篇适用于离心通风机、离心鼓风机、离心压缩机、轴流通风机、罗茨式鼓风机和叶氏式鼓风机的安装。
第2条本篇是风机(不包括辅助设备)安装工程的专业技术规定,安装工程的通用技术要求,应按本规范第一册《通用规定》的规定执行。
第3条风机安装的基础、清单和防震装置应符合有关设计的要求。
第4条风机的开箱检查应符合下列要求:一、根据设备装箱清单,核对叶轮、机壳和其他部位(如地脚孔中心距、进、排气口法兰孔径和方位及中心距、轴的中心标高等)的主要安装尺寸是否与设计相符;二、叶轮旋转方向应符合设备技术文件的规定;三、进、排气口应有盖板严密遮盖,防止尘土和杂物进入;四、检查风机外露部分各加工面的防锈情况,和转子是否发生明显的变形或严重锈蚀、碰伤等,如有上述情况应会同有关单位研究处理。
第5条风机的搬运和吊装应符合下列要求:一、整体安装的风机,搬运和吊装时的绳索,不得捆缚在转子和机壳或轴承盖的吊环上;二、现场组装的风机,绳索的捆缚不得损伤机件表面和转子与齿轮轴两端中心孔、轴瓦的推力面和推力盘的端面机壳水平中分面的连接螺栓孔、转子轴颈和轴封处均不应作为捆缚部位;三、输送特殊介质的风机转子和机壳内涂有保护层,应严加保护,不得损伤;四、不应将转子和齿轮轴直接放在地上滚动或移动。
第6条风机的润滑、油冷却和密封系统的管路除应清洗干净和畅通外其受压部分均应作强度试验,试验压力如设备技术文件无规定时,用水压试验时试验压力应为最高工作压力的1.25~1.5倍,用气压试验时试验压力应为工作压力的1.05倍;现场配制的润滑、密封管路应进行除锈、清洗处理。
第7条风机的进气管、排气管、阀件调节装置和气体加热成冷却装置油路系统管路等均应有单独的支撑并与基础或其他建筑物连接牢固;各管路与风机连接时法兰面应对中贴平,不应硬拉和别劲,风机机壳不应承受其他机件的重量,防止机壳变形。
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按分离因素分类
转速:< 8000r/min, RCF<1×104g
常速离心机 用途:分离细胞、细胞碎片、培养
基残渣及粗结晶等较大颗粒
高速离心机
转速:8000~25000r/min,
RCF 1×104g~105g
❖ 高速离心机:串激式电机、变频电机、可 变磁阻驱动系统
❖ 低速离心机:变频电机、感应式电机(皮 带传动)
② 主轴及转头
转头材料
❖ 工业离心机:合金钢 ❖ 低速离心机:铝合金 ❖ 高速和大容量离心机:钛合金
转头类型
❖角式转头:离心管腔与转轴成一定 倾角的转头。
❖区带转头:区带转头无离心管,主要由 一个转子桶和可旋开的顶盖组成。
第二部分 悬浮体系分离技术
第五章 离心分离技术
5.1 概述
进行液—固(悬浮液)体系分离时,第一 选择为过滤,第二选择为离心分离。
应用: A、难过滤的发酵液(d小、大、
过滤v慢)、甚至不能过滤的悬浮液, 及忌用助滤剂、或助滤剂无效的悬浮液;
B、其他难分离的固液分离;
C、互不相溶的液-液分离,如液-液 萃取;
的活塞机大23-30%; B.离心力强度可达15000g。 图5.14 活塞-喷嘴排渣示意图
可用于酶制剂、疫苗、胰岛素等生产中 的澄清;酶生产中细菌的收集;DNA的收 集与澄清。
② 管式式离心机(Tubular bowl)
❖ 操作:间歇式或连续式,还可以冷却
❖ 应用:常用于微生物菌体和 机械方法卸出物料。 如三足式沉降离心机、 刮刀卸料沉降离心机、 上悬式沉降离心机等。
整个操作均连续化,如 螺旋卸料沉降离心机。
按卸料方式分类
人工卸料离心机 重力卸料离心机 刮刀卸料离心机 活塞推料离心机 螺旋卸料离心机 离心卸料离心机 振动卸料离心机
卧
C、转鼓直径达900mm;
D、喷嘴2-24个,
直径0.5- 3.2mm; E、浓缩比达5-20。
图5.12 蝶离机喷嘴排渣示意图
常用于抗生素、酶、氨基酸、酵母、淀 粉、微生物或单细胞蛋白质等的处理。
C、活塞排渣碟片离心机
❖ 操作:断续式
❖ 应用:
A.可用于难分离的物料
B.悬浮液分离
❖ 主要技术参数:
工作原理 ★乳浊液的分离:乳 浊液由底部进入,在 转鼓内从下向上流动 过程中,由于两种液 体的密度不同而分成 内、外两液层。外层 为重液层,内层为轻 液层。到达顶部后, 轻液与重液分别从各 自的溢流口排出。
图5.10 蝶片式离心机工作原理示意图
类型: 功 乳浊液分离机:碟片上开有小孔。 能 悬浮液澄清机:碟片上不开孔。
人工排渣的碟片离心机
排 渣
嘴排渣碟片式离心机
方 活塞排渣碟片式离心机 式
活塞喷嘴排渣碟片式离心机
A、人工排渣碟片离心机
❖ 操作:间歇式
❖ 应用:
A、液-液分离;
B、固相浓度小于2%的固-液分离;
⑵ 生产中常用离心机
① 蝶片式离心机
碟式离心机是立
式离心机的一种,
转轴、转鼓、倒锥
形碟片转鼓装在立
轴上端,通过传动
装置由电动机驱动
而高速旋转。
图5.7 蝶片式离心机外形图
特点:碟式离心机的分离因数为4000~10000, 转 速 4000~7000r/min , 主 要 用 于 分 离 难 分 离 的 物 料(例如粘性液体与细小固体颗粒组成的悬浮液 或密度相近的液体组成的乳浊液等)。
5.2 离心沉降原理
当悬浮液静止不动时,
由于重力场的作用,较大的
阻力Fd
悬浮颗粒会逐渐沉降,颗粒 越重下沉越快,反之会上浮。
浮力Fb
但很小的颗粒不仅沉降速度 慢,而且扩散现象严重,很
重力Fg
难或根本无法沉降。
图5.1 沉降颗粒的受力情况
这样就需要离心的方法产生出离心力场,使其 发生沉降。
⑴ 离心力(centrifugal force,Fc)
颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。 以Svedberg表示,简称S 。
V
dX/dt
X
X
沉降系数 (量纲:1×10-13s即1S=1×10-13秒)
沉降系数S与大分子的分子量M有下式对 应关系:
R-气体常数;T-温度(k);S-沉降系数;D-粒子扩散系数; υ-粒子的偏比容(粒子密度的倒数);ρ-溶剂密度。
★ 在低速离心时通常以转子每分钟的转 数表示,如4000 r/min。 ★ 在高速离心时,特别是在超速离心时, 往往用相对离心力来表示,如65000g
⑵ 分离因素( Separation factor)
分离作用能产生的效果用分离因素衡 量。即作用于被分离物料上的离心力加速 度相对于重力加速度的倍数:
适用于易过滤的晶体和较大颗粒 悬浮液的分离。
离心转鼓壁无孔,用离心力推动颗
沉降式离心机 粒沉降,适用于固体含量少,颗粒
较细,不易过滤的悬浮液。
利用两相密度差实现分离,是高转
分离式离心机
速机,一般在4000r/min以上,适用 于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或
澄清。
按操作方式分类 间歇式离心机 连续式离心机
离心作用是根据在一定角度速度下作圆周 运动的任何物体都受到一个向外的离心力进行 的。离心力(Fc)的大小等于离心加速度ω2X 与颗粒质量m的乘积,即:
Fc=mω2X
颗粒与旋转中心的距离,单位:cm 旋转角速度,为单位:弧度/秒 颗粒质量,单位:克
相对离心力( relative centrifugal force,RCF )
☆碟片用薄 的不锈钢 冲成;
☆碟片呈圆 台形;
☆碟片上开 有对称的 孔。
图5.9 蝶式离心机蝶片结构、组成示意图
工作原理:当转鼓连同碟片以高速旋转 时,碟片间的悬浮液中的固体颗粒因其有 较大的质量,优先沉降于碟片的内腹面, 并连续向鼓壁方面沉降,澄清的液体则被 迫反方向移动而在转颈部进液管周围的排 液口排出。 沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟 片并积聚在转鼓内直径最大的部位,分离 后的液体从出液口排出转鼓。
❖ 荡平式转头:由吊着的4或6个自由活动的吊 桶(离心套管)构成。转头静止时,吊桶垂 直悬挂;当转头转速达到200~800rpm时, 吊桶荡至水平位置;这种转头最适合做密度 梯度区带离心。
❖ 垂直转头:其离心管是垂直放置,样品颗粒 的沉降距离最短,离心所需时间也短,适合 用于密度梯度区带离心。
❖ 转鼓:工业离心机由于处理量的要求,一般 采用转鼓而非转头。
图5.15 管式离心机图片
结构:管状转鼓外 壳。由机身、传动 装置、转鼓、集液 盘、进液轴承座等 组成。转鼓内装有 三个纵向平板,以 使料液迅速达到与 转鼓相同的角速度。
1-折转器 2-固定机壳 3-十字挡板 4-转鼓 5-轻液室 6-排液罩 7-驱动轴 8-环状隔盘 9-重液室
图5.16 管式离心机结构示意图
RCF是指在离心场中,作用于颗粒的
离心力相当于地球重力的倍数,单位是重
力加速度“g”。
RCF =
F离
=
ω2r
1.119×10-6×(r/min)2 X
F重
g
重力加速度(980cm/s)
实际工作中常用“相对离心力”或“数字
×g”表示离心力,只要RCF值不变,同一
样品可以在不同离心机上获得相同结果。
实际工作中对于离心条件描述的习惯 做法是:
D、不同密度固体或乳浊液的密度梯 度分离,如超离心分离
缺点: A、分离得到的不是滤饼一样的半干物,
而是浆状物; B、处理量小; C、设备复杂,价格贵,分离成本高。
基本概念
沉降:当静置悬浮液时,密度较大的固体 颗粒在重力作用下逐渐下沉,这一过程称 为沉降。
离心(centrifugation)分离是基于固体颗 粒和周围液体密度存在差异,在离心场中 使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过 程。
A.固体浓度<5%
B.颗粒d为0.1-500um
C.固液密度差>0.01g/cm3
D.处理能力达40m3/h
图5.13 蝶离机活塞排渣示意图
E.离心力强度5000-9000g
可用于难分离的物料,如大肠杆菌。
D、活塞-喷嘴排渣碟片离心机
❖ 操作:断续式 ❖ 应用:
A.澄清作业; B.细胞收集。 ❖ 主要技术参数: A.离心速度比相同直径
❖ 原则上,K系数愈小的,沉降愈容易,粒 子沉降也愈快。
⑹ 影响沉降的因素
❖ 固相颗粒与液相密度差 ❖ 固相颗粒的形状和浓度 ❖ 液相粘度与操作温度 ❖ 其他因素:pH、盐的种类和浓度、有
机化合物的种类和浓度
5.3 离心机
图5.3 离心机发明者(瑞典)像
⑴ 离心机的类型
历经一百多年的发展,离心机已经发 展成为一个庞大的家族,按照不同的的分 类依据,可分为不同的类型。
C、澄清作业。
❖ 主要技术参数:
A、固体浓度1-2% ; B、离心力很高。
图5.11 人工排渣示意图
常用于处理抗生素、疫苗、维生素、生 物碱甾类化合物及梭状芽孢杆菌等。
B、喷嘴排渣碟片离心机
❖ 操作:连续式
❖ 应用:多用于悬浮液的浓缩。
❖ 主要技术参数:
A、固体浓度<25% ;
B、颗粒d为0.1-100um;
碟式离心机可以完成两种操作:液-固分离(即 低浓度悬浮液的分离),称澄清操作;液-液(或 液-液-固)分离(即乳浊液的分离),称分离操 作。以其结构紧凑,占地面积小,生产能力大等 特点,因而在化工、医药、轻工、食品、生物工 程以及交通运输部门都获得广泛应用。
转鼓结构:内有一 组 锥 顶 角 为 60 - 100 度的的互相套叠在一 起 的 碟 形 零 件 -- 碟 片 。 碟片与碟片间的距离 用附于碟片背面的具 有一定厚度的狭条来 控制,碟片的距离为 图5.8 蝶片式离心机转鼓结构示意图 0.5~2.5mm。