资源简介

(共20张PPT)
《高中物理实验》
探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
目录
01
02
03
04
实验仪器及步骤
数据分析及处理
误差分析及讨论
实验目的及原理
05
实验的典型例题
目录
CONTENTS
PART 01
实验目的及原理
实验目的
知道向心力演示器的结构和工作原理。
知道向心力演示器的左塔轮及右塔轮每层半径比和左塔轮及右塔轮每层角速度比的关系
会采用控制变量法研究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
会使用向心力演示器根据实验现象归纳实验结论
实验原理
向心力演示仪
弹簧测力套筒（ ）
左变速塔轮（ ）
标尺（ ）
手柄（ ）
右变速塔轮（ ）
短槽（ ）
长槽（ ）
横臂（ ）
实验原理
实验方法：控制变量法
实验原理：
1.向心力大小通过弹力测力筒露出格数比较
2.圆周运动半径看小球放置挡板位置比较
3.质量看小球的材质比较
4.角速度通过不同塔轮半径比进行调节
PART 02
实验仪器及步骤
实验仪器
向心力演示器
实验步骤
1.练习使用向心力演示器。用小球放到横臂挡板内侧，先不转动手柄，用手推小球，观察横臂压下弹簧的过程。然后转动手臂，使塔轮转动，观察转速越快、小球对挡板的作用力越大，标尺显示的格数越多的过程。
2.探究向心力F与质量m的关系:将不同材质的小球放在离圆筒相同距离的挡板上，调节皮带使左右塔轮半径相同，使小球做圆周运动角速度相同。转动手柄，观察弹簧测力筒露出标尺格数，记录数据。
实验步骤
3.探究向心力F与轨道半径r的关系:将相同的质量的小球放在离圆筒不同距离的挡板位置，调节皮带使左右塔轮半径相同，以保证小球做圆周运动角速度相同，转动手柄，观察弹簧测力筒露出标尺格数，记录数据。
4.探究向心力F与角速度ω的关系:将相同的质量的小球放在离圆筒相同距离的挡板位置，将皮带同第一档调整到第二档、第三挡，转动手柄，观察弹簧测力筒露出标尺格数，记录数据。
注意事项
实验前要做好横臂支架的安全检查，螺钉是否有松动。
标尺格数比应选择最小格数进行，使学生容易看清格数比。如：F1∶F2＝1∶4，可以选择2格和8格，但最好使用1格和4格。
实验时，可先使短槽小球标尺达到，再去观察长槽小球标尺。
实验时，转速应从慢到快。
PART 03
数据分析及处理
数据处理及分析
探究向心力F与质量m的关系：保持______不变
次数 质量之比 标尺露出的格数之比 向心力大小之比
1
2
【实验结论】：
___________________________________________________
数据处理及分析
探究向心力F与轨道半径r的关系：保持______不变
次数 皮带档位 角速度之比 标尺露出的格数之比 向心力大小之比
1
2
【实验结论】：
___________________________________________________
数据处理及分析
探究向心力F与角速度ω的关系：保持______不变
次数 转动半径之比 标尺露出的格数之比 向心力大小之比
1
2
【实验结论】：
___________________________________________________
PART 04
误差分析及讨论
问题讨论及误差分析
问题1：本实验误差有哪些？
①实验过程中难以保证小球做匀速直线运动，转速难以按比例调节
②读数时标尺露出的格数不稳定，估读时误差较大。
③仪器配备的小球质量以及半径、角速度可调节范围不大，无法取得较多组数据
PART 05
实验的典型例题
【例题1】用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1) 本实验采用的科学方法是______
A.控制变量法 B.累积法 C.微元法 D.放大法
(2)图示情景正在探究的是______
A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系
D.向心力的大小与物体质量的关系
(3) 通过本实验可以得到的结果是______
A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比。
实验的典型例题
A
D
C
【例题2】某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1，请回答以下问题：
(2)探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径_________(填“相同”或“不同”)的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在__________处； A.挡板A与挡板B B.挡板A与挡板C C.挡板B与挡板C
(3)探究向心力与角速度之间的关系时
，若图中标尺上红白相间的等分格显
示出两个小球所受向心力的比值为1:9
，运用圆周运动知识可以判断与皮带
连接的变速塔轮对应的半径之比为__________；
A.1:9 B.1:3 C.1:1 D.3:1
实验的典型例题
相同
B
D

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