王大春

■ 一、 離心現(xiàn)象及成因

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向，它之所以沒(méi)有飛出去是因?yàn)橄蛐牧Τ掷m(xù)地把物體拉到圓周上來(lái)，使物體同圓心的距離保持不變. 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng). 這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng).

進(jìn)一步分析：

當(dāng)F=mω2r時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；

當(dāng)F=0時(shí)，物體沿切線方向飛出；

當(dāng)F＜mω2r時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心；

當(dāng)F＞mω2r時(shí)，物體逐漸靠近圓心.

■ 二、 離心現(xiàn)象的應(yīng)用

■ 1. 離心干燥器

當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體的附著力F足以提供所需的向心力使水滴做圓周運(yùn)動(dòng). 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，附著力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面. 所以該裝置是利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉以達(dá)到干燥的目的的.

洗衣機(jī)的脫水筒原理與之類似.

■ 2. 用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)

當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，縮口的阻力F足以提供所需的向心力，縮口上方的水銀柱做圓周運(yùn)動(dòng). 當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時(shí)，阻力F不足以提供所需的向心力，水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入玻璃泡內(nèi).

■ 3. “棉花糖”的產(chǎn)生

內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁. 內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花.

■ 4. 離心泵

離心其實(shí)是物體慣性的表現(xiàn). 水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必須灌滿水形成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片促使水很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在慣性的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域. 水源的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過(guò)管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內(nèi). 這樣循環(huán)不已，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)抽水. 在此值得一提的是：離心泵啟動(dòng)前一定要向泵殼內(nèi)充滿水后，方可啟動(dòng)，否則泵體將不能完成吸液，造成泵體發(fā)熱，震動(dòng)，不出水，產(chǎn)生“空轉(zhuǎn)”，對(duì)水泵造成損壞. 離心泵的種類很多，按葉輪吸入方式可分為：?jiǎn)挝诫x心泵、雙吸式離心泵.

■ 三、 離心現(xiàn)象的防止

■ 1. 汽車拐彎時(shí)限速

在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的. 如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故. 因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度.

■ 2. 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪和飛輪

高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪和飛輪，都不得超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，砂輪和飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以提供所需的向心力時(shí)，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，甚至釀成事故.

當(dāng)然我們可以從離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的條件尋找防止離心現(xiàn)象發(fā)生的方法：一方面我們可以減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小，另一方面我們可以增大合外力，使其達(dá)到物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力.

在認(rèn)識(shí)了離心運(yùn)動(dòng)后同學(xué)們必須要明確兩個(gè)重要問(wèn)題：第一、做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)是做半徑越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)或沿切線方向飛出的運(yùn)動(dòng)，它不是沿半徑方向飛出去. 第二、做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的“離心力”作用，因?yàn)闆](méi)有任何物體提供這種力. 離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn).