摩天輪的制作

1、頁(yè)眉摩天輪的制作在日常生活中，洗衣機(jī)和干衣機(jī)內(nèi)的滾筒、體 育項(xiàng)目中的鏈球、游樂(lè)場(chǎng)內(nèi)的過(guò)山車(chē)、旋轉(zhuǎn)秋千，團(tuán) 團(tuán)轉(zhuǎn)等等，都是應(yīng)用離心力原理而設(shè)計(jì)的，甚至火車(chē) 急轉(zhuǎn)彎時(shí)乘客所感受到的向外傾斜力，都是離心力。 人們?cè)陔x心力的作用下，感受到速度、刺激、緊張， 雖然險(xiǎn)象環(huán)生， 但又愛(ài)不釋手。 為了解釋該離心現(xiàn)象， 我制作了物理演示模型 “摩天輪”。該模型在演示新奇 好玩的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上， 更有利于學(xué)生知識(shí)的掌握。一、“摩天輪”的物理原理由牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律（反作用定律）得知，有 一作用力必生一反作用，故當(dāng)向心力產(chǎn)生時(shí)，必有一 大小相等，方向相反之力發(fā)生，此反作用力系使物體 飛出中心，故稱(chēng)離心力。離心力是在

2、非慣性參考系中 假想出的一個(gè)慣性力，其實(shí)并不存在，只是為了使慣 性參考系中的定理同樣適用于非慣性參考系而人為加 上的。該模型主要運(yùn)用了離心力原理，定性直觀(guān)地驗(yàn) 證了影響離心力大小的因素，根據(jù)離心力公式 F=mrw2 可知：“物體所受離心力的大小與其質(zhì)量 m、頁(yè)眉旋轉(zhuǎn)半徑 r、角速度 w 有關(guān)”。二、“摩天輪”的制作材料膠合木板、一個(gè)無(wú)級(jí)調(diào)速器、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè) 馬達(dá)、電池，齒輪，橡皮筋，強(qiáng)力膠、油漆、電源插三，制作過(guò)程：1 應(yīng)用強(qiáng)力膠將木板粘好， 并將它作為摩天輪的 底部。再在木板兩中間粘好一豎木塊， 兩邊 各有木塊，以作為摩天輪的支架。2 將小木塊一條一條地插入齒輪中， 并固定好小 長(zhǎng)木塊，重

3、復(fù)此步驟， 把兩個(gè)齒輪粘好小木 塊。3 將摩天輪上的座椅用強(qiáng)力膠粘好， 并用油漆將 它涂色，再用強(qiáng)力膠用紙粘好對(duì)角處。4 利用電動(dòng)機(jī)、整流器、變壓器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)等 元器件，連接好電動(dòng)機(jī)的完整工作電路后， 再將它們固定在底部木板內(nèi)的適當(dāng)位置。四，演示步驟 1.將連接好的摩天輪在演示儀上的適 當(dāng)位置；放好后，接通電源，打開(kāi)馬達(dá)開(kāi)關(guān)，通過(guò)調(diào) 節(jié)變速器使轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速處于低速， 觀(guān)察演示現(xiàn)象。 2.頁(yè)眉調(diào)節(jié)變速器，使電動(dòng)機(jī)慢慢地逐步加速，最后達(dá)到最 大設(shè)定速度，觀(guān)察演示現(xiàn)象。 3.重復(fù)上述操作 3 4 次，仔細(xì)觀(guān)察現(xiàn)象。 4.觀(guān)察完畢后關(guān)閉開(kāi)關(guān)。五演示現(xiàn)象及分析 1.當(dāng)調(diào)節(jié)變速器使“摩天輪”的 轉(zhuǎn)速處于低

4、速時(shí)，座椅勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。這是由于系統(tǒng)提供 的向心力（主要為座椅受到的靜摩擦力）等于座椅維 持圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。 即：Ff 需靜 2.調(diào)節(jié)變速 器，使“摩天輪”慢慢地逐步加速時(shí)；向心力作用越 明顯，根據(jù)離心力公式 F=mrw2 可知：在 m、r 不變 下，w 增大，F(xiàn)也隨之增大（同理在 m 不變下，r 增大， F也隨之增大），此時(shí)，由靜摩擦力提供的向心力也隨 著增大， 直至達(dá)到最大靜摩擦力。 即：Ff 需最大（臨 界狀態(tài)）。至此，座椅仍能保持在原位置上。3.繼續(xù)加大轉(zhuǎn)速， 當(dāng)（座椅受到的離心力 受到的最大靜摩擦 力）時(shí)；座椅會(huì)突然飛離“摩天輪” ，并通過(guò)細(xì)繩的傳 導(dǎo)，帶動(dòng)處于有齒輪的物體（摩天輪的物體將作加速 上升運(yùn)動(dòng)），一起飛離演示儀。六、“摩天輪”的原理應(yīng)用 在生活中， 離心技術(shù)的運(yùn) 用還真不少。比如：我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛用到的家電 產(chǎn)品“洗衣機(jī)”的脫水功能就是運(yùn)用離心力的原理設(shè)頁(yè)眉計(jì)出來(lái)的。當(dāng)洗衣機(jī)的脫水桶高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，吸附在衣 物上的水珠便會(huì)由于受到離心力的作用而飛離衣物， 并通過(guò)桶壁的小孔， 匯集到桶 外的排水管道處。 這 運(yùn)用，為我們的日常生活帶來(lái)了許多便利，解決了由 于氣候潮濕、溫度低引起的衣物難干的實(shí)際問(wèn)題。七，該科技作品充滿(mǎn)了科技創(chuàng)作的創(chuàng)新性，環(huán)保性