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第二章 匀速圆周运动
第4节 圆周运动与人类文明（选学）
1.了解圆周运动在人类文明中的应用。
2.知道圆周运动与人类文明的进步有很大的联系。
3.知道圆周运动的研究对人类的进步有很大的影响。
古代人们通过日晷知晓时间，但日晷阴天夜晚便无用,于是在中国北宋，苏颂建造了“水运仪象台”（如图所示），其核心是利用均匀的水流作为动力，通过一套复杂的齿轮传动系统，驱动浑仪、浑象和报时装置，使其与地球的自转同步运转。
类似圆周运动在古代文明中的应用还有哪些？
一、圆周运动与古代文明
1.钻木取火
火的利用是人类社会文明进程中的重要里程碑，钻木取火是通过转动木棒与木块摩擦发热，直至引起燃烧。这是早期人类利用圆周运动的一项发明。
2.陶器制作
陶器是古代文化的重要象征。5000多年前，我们的祖先就能利用圆周运动的特点，制造出精致的陶器制品。
3.车轮的发明
我们的祖先在5000多年前就已经发明了车轮，车轮第一次把圆周运动和直线运动联系起来，使人类开始走出肩挑、背扛的时代，为大量利用畜力、开展远距离的运输和商贸活动创造了条件，这是一项伟大的发明。
4.机械能的利用
水轮的发明推进了人类利用自然界机械能的历史，利用水轮获得动力的水磨、水礁、水碾和水车（如图）展示了灿烂的古代文明。
二、圆周运动与工业技术
1.瓦特与蒸汽机
圆周运动的应用解决了蒸汽机技术中近一个世纪的困惑。瓦特改良的的蒸汽机创造性地将往复直线运动高效地转化为旋转圆周运动，这正是他改良的蒸汽机能够成为工业革命真正心脏的关键所在。可以说，没有圆周运动，就没有机械化和工业化。
2.圆周运动在工业技术中的应用还有哪些？
（1）多轴自动车床
在一台多轴自动车床可以同时从几个方向对工件加工。
（2）万能工作台
（3）装配线
装配线将直线运动和圆周运动相结合，实现连续装备生产。
圆形工作台可以绕中心轴转动，中心轴又可以在空间转动。
（4）蜘蛛机器人
蜘蛛机器人的每一个动作都是通过轴和齿轮的转动而实现的。
三、圆周运动与科学实验
1.粒子物理和核物理实验
回旋加速器是进行粒子物理和核物理研究的一种设备。
2.航天技术——陀螺仪
火箭和导弹都需要依靠高速旋转的陀螺仪来控制轨道方向
火箭靠什么进入预定轨道？导弹靠什么击中目标？
3.生命科学——超速离心机
21世纪是生命科学时代，各种生命体的基因图谱测序和解读是现代生命科学研究最基本的任务，高速或超速离心机（如图）是基因提取中的关键设备，超速离心机转速高达80000 r/min，不仅要求回转台具有极高的中心对称性，而且要在真空中运行。
四、圆周运动与文化生活
圆是对称性最好的平面结构，从圆心到圆周的任意一点距离都相等。建筑学家把这种空间特性广泛地应用于现代城市的结构设计中，如环形通道。
环形通道
思考讨论
螺旋形引桥的结构设计有什么优势？利用了什么原理？
1.加强人流、车流密集的都事中心向四周辐射的能力，改善城市的交通环境，提高城市居民的生活质量和工作效率。
2.圆周运动原理。
游乐园中的圆周运动
圆周运动被广泛地应用于现代化游乐设施之中，为人们提供了节假日和业余生活的文化享受。
花样滑冰的优美舞姿
圆周运动在体育、杂技、舞蹈设计中占有重要地位，是许多高难度动作的设计基础。
科学玩具是儿童早期教育的重要媒介，各种各样基于圆周运动的玩具丰富了儿童的心灵世界。
人类使用车轮已有近6000年历史，可以说，人类的发展离不开车轮，车轮的发展从另一个侧面反映了人类的进步。
思考讨论
车轮与人类历史的发展有什么关系？
圆周运动是一种比较和谐的运动，在人们的生活中随处可见。小到电子的运动、大到天体的运动，对人类的生活有很大的影响。所以我们要重视圆周运动的学习，学好圆周运动的物理知识，并能够把它应用到我们的日常生活中，为我们的人类文明做出更大的贡献。

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