最后更新: 2024-12-14 08:27 查看: 317 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

试验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

## 试验思路
1.实验思路
本实验探究向心力与多个物理量之间的关系，因而实验方法采用了控制变量法，如图所示，匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动，此时小球向外挤压挡板，挡板对小球有一个向内(指向圆周运动的圆心)的弹力作为小球做匀速圆周运动的向心力，可以通过标尺上露出的红白相间等分标记，粗略计算出两球所需向心力的比值.

![图片](/uploads/2024-12/d50f17.jpg)
 
 在实验过程中可以通过两个小球同时做圆周运动对照，分别分析下列情形：
(1)在 质量、半径一定的情况下，探究向心力大小与角速度的关系.
(2)在质量、角速度一定的情况下，探究向心力大小与半径的关系.
(3)在半径、角速度　一定的情况下，探究向心力大小与质量的关系.

2.实验器材
向心力演示器、小球.
3.实验过程
(1)分别将两个质量相等的小球放在实验仪器的两个小槽中，且小球到转轴(即圆心)距离相同，即圆周运动半径相同.将皮带放置在适当位置使两转盘转动，记录不同角速度下的向心力大小(格数).
(2)分别将两个质量 相等的小球放在实验仪器的长槽和短槽两个小槽中，将皮带放置在适当位置使两转盘转动角速度相等　，小球到转轴(即圆心)距离不同，即圆周运动半径不等，记录不同半径的向心力大小(格数).

(3)分别将两个质量不相等的小球放在实验仪器的两个小槽中，且小球到转轴(即圆心)距离相同，即圆周运动半径相等，将皮带放置在适当位置使两转盘转动角速度相等，记录不同质量下的向心力大小(格数).
4.数据处理
分别作出　　Fn－ω^2 、Fn－r、Fn－m的图像，分析向心力大小与角速度、半径、质量之间的关系，并得出结论.
5.注意事项
摇动手柄时应缓慢加速，注意观察其中一个标尺的格数.达到预定格数时，即保持转速恒定，观察并记录其余读数.

##  例题
`例`用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动.横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值.实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
 ![图片](/uploads/2024-12/34afbb.jpg)
 
 (1)在某次实验中，某同学把两个质量相

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