高中 物理 演示实验 挑战难度 曲线运动与万有引力

用图像法研究圆周运动装置的向心力

圆周运动装置 · 向心力 · 图像法

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围绕「曲线运动与万有引力」中的重要内容,通过 圆周运动装置 研究 向心力,得出可复现的结论。

配套虚拟仿真:用图像法研究圆周运动装置的向心力(虚拟探究)

围绕「曲线运动与万有引力」中的重要内容,通过 圆周运动装置 研究 向心力,得出可复现的结论。

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实验目的

  • 学会使用弹簧测力计、导线测量(或观察)圆周运动装置 的 向心力。
  • 会用图像法研究影响 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。

本实验以图像法为基础,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
导线
打点计时器
示波器
线圈
低压电源

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、导线、打点计时器、示波器,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 液体的种类),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 圆周运动装置 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

改变条件后,圆周运动装置 的 向心力 发生明显变化,重复实验现象基本一致。

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

激光不要直射眼睛,也不要对着镜面反射到人眼。

实验结束要及时断开电源,整理仪器。

精密仪器轻拿轻放,防止碰撞和摔落。

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