用实验验证向心力公式

向心力实验器验证向向心力实验器验证向 心力公式心力公式 目的和要求目的和要求 通过实验了解做圆周运动的通过实验了解做圆周运动的 物体所需要的向心力物体所需要的向心力 F F 与其质量与其质量 m m 转动半径 转动半径 R R 和转动角速度和转动角速度 的关系 对向心力公式的关系 对向心力公式 F F m m 2 2R R 进行进行 实验验证 实验验证 仪器和器材仪器和器材 向心力实验器 向心力实验器 B B 型 学生天型 学生天 平 平 J0104J0104 型 测力计 型 测力计 J2104J2104 型 游标卡尺 刻度尺 型 游标卡尺 刻度尺 B B 型向心力实验器的构造如图型向心力实验器的构造如图 2 2 2424 1 1 所示所示 实验方法实验方法 1 1 检查和调整仪器 检查和调整仪器 把向心力实验器按图安装之把向心力实验器按图安装之 后应做如下检查和调整 后应做如下检查和调整 1 1 将弹簧与圆柱体分离 将弹簧与圆柱体分离 圆柱体在横杆上应能灵活滑动 圆柱体在横杆上应能灵活滑动 2 2 检查横杆上的防脱螺母 检查横杆上的防脱螺母 应该安全可靠 以防圆柱体或配应该安全可靠 以防圆柱体或配 重重 在旋转时从横杆上飞出 在旋转时从横杆上飞出 3 3 用手捻动捻轴 转动 用手捻动捻轴 转动 轴的转动应灵活 轴的转动应灵活 4 4 半径指示板位于不同位 半径指示板位于不同位 置时 圆柱体的凸柱均应能刮碰置时 圆柱体的凸柱均应能刮碰 到发声片 两个发声片发出的声到发声片 两个发声片发出的声 音应音应 不同 不同 5 5 转动横杆 让眼睛与横 转动横杆 让眼睛与横 杆等高 分别从互相垂直的两个杆等高 分别从互相垂直的两个 方向观察横杆 横杆应在水平面方向观察横杆 横杆应在水平面 内转内转 动 如果横杆转动时忽上忽动 如果横杆转动时忽上忽 下 则圆柱体在运动中受到的向下 则圆柱体在运动中受到的向 心力就心力就 不只是弹簧的弹力 不只是弹簧的弹力 2 2 设定实验状态 设定实验状态 1 1 移动半径指示板 其两 移动半径指示板 其两 片发声片间的间隔至移动轴轴心片发声片间的间隔至移动轴轴心 的距离则是我们设定的转动半径 的距离则是我们设定的转动半径 根据半径的大小移动配重 使横根据半径的大小移动配重 使横 杆杆 转动时实验器能保持平稳 转动时实验器能保持平稳 2 2 移动弹簧调节杆 设定 移动弹簧调节杆 设定 使圆柱体在预定半径上做圆周运使圆柱体在预定半径上做圆周运 动的向心力 动的向心力 3 3 用手捻动捻轴 用手捻动捻轴 转动 转动 轴的转动应灵活 轴的转动应灵活 4 4 半径指示板位于不同位 半径指示板位于不同位 置时 圆柱体的凸柱均应能刮碰置时 圆柱体的凸柱均应能刮碰 到发声片 两个发声片发出的声到发声片 两个发声片发出的声 音应音应 不同 不同 5 5 转动横杆 让眼睛与横 转动横杆 让眼睛与横 杆等高 分别从互相垂直的两个杆等高 分别从互相垂直的两个 方向观察横杆 横杆应在水平面方向观察横杆 横杆应在水平面 内转动 如果横杆转动时忽上忽内转动 如果横杆转动时忽上忽 下 则下 则 圆柱体在运动中受到的向心力就圆柱体在运动中受到的向心力就 不只是弹簧的弹力 不只是弹簧的弹力 2 2 设定实验状态 设定实验状态 1 1 移动半径指示板 其两 移动半径指示板 其两 片发声片间的间隔至移动轴轴心片发声片间的间隔至移动轴轴心 的距离则是我们设定的转动半径 的距离则是我们设定的转动半径 根据半径的大小移动配重 使横根据半径的大小移动配重 使横 杆杆 转动时实验器能保持平稳 转动时实验器能保持平稳 2 2 移动弹簧调节杆 设定使 移动弹簧调节杆 设定使 圆柱体在预定半径上做圆周运动圆柱体在预定半径上做圆周运动 的向心力 的向心力 3 3 上紧 上紧 C C 形夹 形夹 3 3 测量转动速度 测量转动速度 不断捻动转动轴 可听到凸不断捻动转动轴 可听到凸 柱刮碰发声片发出的声音 改变柱刮碰发声片发出的声音 改变 转动轴速度 使凸柱刚从两片发转动轴速度 使凸柱刚从两片发 声片的间隔中通过 控制转动轴声片的间隔中通过 控制转动轴 的速度 使凸柱连续在发声片的的速度 使凸柱连续在发声片的 间隙中通间隙中通 过 可以认为圆柱过 可以认为圆柱 体这时是在预定半径上做匀速圆体这时是在预定半径上做匀速圆 周运动 周运动 4 4 测量转动半径 测量转动半径 分别用游标卡尺测出转动轴分别用游标卡尺测出转动轴 的直径的直径 r r 和发声片的间隙宽度和发声片的间隙宽度 d d 再用刻度尺测出转动轴内表面到再用刻度尺测出转动轴内表面到 发声片间隙里侧间的距离发声片间隙里侧间的距离 L L 计算 计算 出转动半径 出转动半径 5 5 测量向心力 测量向心力 用测力计沿横杆方向向外拉用测力计沿横杆方向向外拉 动圆柱体 直到其凸柱位于发声动圆柱体 直到其凸柱位于发声 片间隙的中央 这时测力计的示片间隙的中央 这时测力计的示 值等于圆柱体做圆周运动时向心值等于圆柱体做圆周运动时向心 力的力的 大小 大小 6 6 测量圆柱体的质量 测量圆柱体的质量 7 7 分别改变圆柱体的质量 分别改变圆柱体的质量 m m 转动半径 转动半径 R R 转动角速度 转动角速度 和和 向心向心 力力 F F 的大小进行实验 并进行数的大小进行实验 并进行数 据记录 据记录 8 8 用公式 用公式 F