2.2.1 向心力的概念 实验 探究影响向心力大小的因素-【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（粤教版2019）

导苏 第二节【 向心力与向心加速度 第1课时 向心力的概念 实验：探究影响向心力大小的因素 基础探究 向心力的概念 1.定义：物体做匀速圆周运动时所受合外力的方向始终指向轨迹的圆心，这个 指向圆心的合外力称为向心力 2.方向：始终指向圆心，总是与线速度方向垂直 3.效果：只改变物体线速度的方向，不改变线速度的 大小 实验探究 一、 实验目的 1.定性分析向心力大小的影响因素 2.学会使用向心力演示器 3.探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系 二、实验原理 1.保持两个小球的质量和角速度⊙相同，将两球分别放置于长槽和短槽中进行 实验，探究向心力F与运动半径r之间的关系 2.保持两个小球的质量和运动半径r相同，用皮带连接半径不同的变速塔轮进行 实验，探究向心力F与角速度⊙之间的关系， 3.保持运动半径r和角速度o相同，用质量m不同的钢球和铝球进行实验，探究向 心力F与质量m的关系. 三、实验器材 1.手柄 2、3.塔轮 4.长槽 5.短槽 6横臂 7.弹簧测力筒 向心力演示器 8.标尺 四、实验步骤 1.向心力大小与哪些因素有关的定性分析 (1)在小球的质量和角速度不变的条件下，改变小球做圆周运动的半径进行实验. (2)在小球的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变小球的角速度进行 实验 (3)换用不同质量的小球，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作. 2.向心力与质量、角速度、半径关系的定量分析 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。 这时，小球向外挤压挡板，挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。 同时，小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标 尺上读出，该读数显示了向心力大小。 (1)把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同。调整塔轮上的 皮带，使两个小球的角速度不同。探究向心力的大小与角速度的关系。 (2)保持两个小球质量不变，增大长槽上小球的转动半径。调整塔轮上的皮带，使两个小 球的角速度相同。探究向心力的大小与半径的关系。 (3)换成质量不同的球，分别使两球的转动半径相同。调整塔轮上的皮带，使两个小球的 角速度也相同。探究向心力的大小与质量的关系。 (4)重复几次以上实验。 五、数据处理 1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同，调整塔轮 上的皮带，使两个小球转动的角速度之比分别为1：1、1：2和1：3，分别读出两 球所需的向心力大小，将结果填入表一 表一：m1=m2,r1Fr2 F/格 F2/格 ωA E2 2.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使半径之比为1：1、2：1和3：1； 调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度相同，分别读出两球所需的向心力大小， 将结果填入表二 表二：m1=m2,ω1=02 F/格 F2/格 r F2 3.把两个质量不同的小球放在长槽和短槽上，使两球的转动半径相同，调整塔轮 上的皮带，使两个小球的角速度相同，分别读出两球所需的向心力大小，将结果 填入表三 表三：r1=r2,01=02 F/格 F2/格 一 m F2