第6章 实验 探究向心力大小的表达式-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课件PPT（人教版）

导巧球 高中（新教材）·物理 返回栏目导航 返回目录 实验：探究向心力大小的表达式 上页● 下页 厚马球 高中（新教材）·物理 返回栏目导航 返回目录 [定位学习目标] 1.学会利用向心力演示器，探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。 2.体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用。 上页 下页 导巧球 高中（新教材）·物理 返回目录 栏目导航 探究必备知识 突破关键能力 上页 下页 导与球”高中（新教材）·物理返回栏目导航，，返回目录 探究必备知识 一、实验原理 向心力演示器如图所示。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和 短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽 内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运 动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。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7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出 的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。实验时采 用控制变量法，分别研究向心力大小与质量、半径、角速度的关系。 4.长槽 1，弹簧测力套简 上页下页。 导马游 高中（新教材）·物理 返回栏目导航 返回目录 二、实验器材：向心力演示器。 三、实验步骤 1.皮带套在塔轮2、3半径不同的圆盘上，小球质量和转动半径相同时，探究 向心力与角速度的关系。 2.皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，小球转动角速度和质量相同时，探 究向心力与转动半径的关系。 3.皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，把两个质量不同的小球放在槽上， 小球转动半径和转动角速度相同时，探究向心力与小球质量的关系。 上页 下页 导马球 高中（新教材）·物理 返回栏目导航 返回目录 四、数据分析 1.设计数据记录表格，并将实验数据记录到表格中（表一、表二、表三）。 (1)m、r一定（表一）。 序号 1 2 3 4 5 6 En D 02 (2)m、w一定（表二）。 序号 1 2 3 4 5 6 Fn r 上页 下页 导马游 高中（新教材）·物理 返回栏目导航 返回目录 (3)r、0一定（表三）。 序号 2 3 4 5 6 Fn m 2.数据处理。 分别作出Fn-ω、Fnr、Fnm的图像，若F。-o图像不是直线，可以作F-o2图像。 3.实验结论。 (1)在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。 (2)在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比。 (3)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。 上页 下页 厚马球 高中（新教材）·物理 返回栏目导航 返回目录 五、误差分析 1.小球有污渍、生锈等使质量、半径变化带来的误差。 2.仪器不水平带来的误差。 3.标尺读数不准带来的误差。 4.皮带打滑带来的误差。 六、注意事项 1.使用向心力演示器时应注意将横臂紧固螺钉旋紧，以防小球和其他部件飞 出而造成事故。 2.摇动手柄时应力求缓慢加速，注意观察其中一个标尺的格数，达到预定格 数时，即保持转速均匀恒定。 上页 下页 高中（新教材）· 物理 返回栏目导航 返回目录 突破关键能力 要点一实验操作及分析 [例1]如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度o和半径r之间的关系的实验装置图，转 动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不 同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度，做匀速圆周运动。使小球做圆周运动 的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧 测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力 的比值。那么： (1)现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说 法中正确的是 A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验 B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验 C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 上页 下页 导马球 高中（新教材）·物理 返回栏目导航 返回目录 解析：()要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质 量和半径不变，所以选项A正确，B、C、D错误。 答案：(1)A 上页 下页