高中 物理 演示实验 挑战难度 曲线运动与万有引力

用微元法研究重物的向心力

重物 · 向心力 · 微元法

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选取 重物 等器材,测量(或观察)向心力,学习用微元法处理实验数据。

配套虚拟仿真:用微元法研究重物的向心力(虚拟探究)

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实验目的

  • 学会使用弹簧测力计、电阻箱测量(或观察)重物 的 向心力。
  • 会用微元法研究影响 向心力 的因素,知道如何设置对照与重复实验。
  • 理解并归纳:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

实验原理

平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

做匀速圆周运动的物体,向心力由合外力提供,大小等于 m v² / r。

本实验以微元法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 向心力 的变化来归纳规律。

关键公式 / 方程式 F = m v² / r,T = 2π√(r³ / GM)

实验器材

弹簧测力计
电阻箱
游标卡尺
电流表
托盘天平
砝码

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:弹簧测力计、电阻箱、游标卡尺、电流表,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 外界条件),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

3

进行实验

按方案操作,改变研究条件,观察并记录 重物 的 向心力 的变化情况。

4

重复测量

每种条件至少重复 3 次,把现象和数据记录到表格中,保证结果可靠。

5

分析归纳

比较不同条件下 向心力 的差异,必要时画出图像,找出其中的规律。

6

得出结论

结合实验原理写出结论,并分析可能影响结果的误差来源。

实验现象

实验中 重物 的 向心力 变化可以稳定地观察到,多次测量结果接近。

实验结论

结论

通过实验可以归纳出:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

精密仪器轻拿轻放,防止碰撞和摔落。

激光不要直射眼睛,也不要对着镜面反射到人眼。

使用打点计时器要用规定的交流电源,电压不能过高。

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