向心力公式-完整版PPT

1、课题：验证向心力公式新邵八中 彭本奉一：课题的提出向心力公式是教学中的一个难点，较为抽象难懂。现行教材直接给出公式，有必要用简单易操作的实验加以验证。教材给出的“用圆锥摆粗略验证向心力公式”的实验在具体操作中存在一定的困难，有必要加以创新。二：课题的创新向心力公式对变速圆周运动也适用，考虑到单摆的运动很容易形成，可用单摆进行验证。单摆速度的测定存在困难，可考虑用机械能守恒定律（可直接给出，也可在讲完该定律后再进行本实验）间接确定。设计思路:如图为一摆球质量为m，摆长为r的单摆。把摆球拉至水平位置，由静止释放，则摆球在竖直平面内做圆周运动。忽略空气阻力，向心力由绳子拉力和重力沿径向的分力的合力提

2、供。在其向最低点摆动的过程中，速度和重力径向分力都增大，则由向心力公式可知绳子拉力增大，到最低点时，达到最大值。原理：mgTor在最低点，由向心力公式和机械能守恒定律有：绳子拉力 T mg =mv2 / r = 2mgr / r = 2mg可得：在最低点时，绳子拉力 T = 3mg mgTor我们通过验证在最低点时，绳子的拉力是否为 3mg，来间接验证向心力公式。 实验仪器与装置仪器：铁架台 测力计 注射器针管 细尼龙线 摆球 自制刻度板 鳄鱼夹 装置： 用铁架台竖直固定一测力计,在铁架台正下方 竖 直固定一注射器针管(前端磨平),用一细尼龙线穿过针管,上端与测力计拉杆拴接,下端与一摆球拴接。

3、在针管正下方靠近管口的地方用铁夹竖直固定一自制刻度板，板上画有相互垂直的竖直线和水平线。实验方法与过程 ：调节铁架台，使摆线自然下垂时恰好竖直通过针管，且与刻度板上竖直线平行。此时测力计读数即为摆球重力大小，记下此读数。：设置测力计拉力大小：向下拉动测力计至某一数值，把测力计拉杆下端用一质量很轻(可忽略不计)的夹子夹住，使测力计只能被向下拉动，而不能向上回缩。：把摆球拉到摆线与刻度板上水平线平行的位置(水平位置)由静止释放。观察摆球向下摆动的过程中，测力计指针是否被向下拉动。：根据向心力公式，若摆球以管口为圆心做圆周运动,则向下摆动的过程中，绳子拉力逐渐增大，到最低点时达到最大值3mg，那么当

4、设置的测力计拉力大于或等于3mg时，测力计不会被向下拉动，而当设置的测力计拉力小于3mg时，测力计将会被向下拉动。我们改变设置的测力计拉力的大小，重复上一步骤，观察实验现象是否如此，从而验证向心力公式。实验误差分析：测力计不够精确，读数带来的误差。应该选用劲度系数较小，精确度较高的测力计。：空气阻力和摩擦阻力以及夹子重力带来的误差。应选用密度较大的摆球和质量很小的夹子，且应尽量减小摆线与针管间的摩擦。：摆球不是严格做圆周运动，存在径向分速度带来的误差。应该选用细而不易伸长的摆线，且注意保持整个装置的稳定。：由于操作不当引起的误差。如绳子拉力与测力计拉杆方向不在同一竖直线上，摆球不是从水平位置由静止开始运动等。三：课题的意义 该实验仪器易得，操作简捷方便，实验现象生动直观，能很快被学生理解和接受，且能通过自己动手操作，增强感