廣州市捷星教學(xué)儀器有限公司

一、概述
    物體沿著圓周的運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)。日常生活中，電風(fēng)扇工作時(shí)葉片上的點(diǎn)、時(shí)鐘的分針和時(shí)針上的點(diǎn)、田徑場彎道上賽跑的運(yùn)動(dòng)員等，都在做圓周運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)研究中大到地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)，小到電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)，也常用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律來探討。
二、實(shí)驗(yàn)原理
    1．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為什么不沿直線飛去而沿著一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)？那是因?yàn)樗艿搅肆Φ淖饔?。用手掄一個(gè)被繩系著的物體，它
能做圓周運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槔K子的主力在拉著它。月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，是地球?qū)υ虑虻囊υ凇袄敝?br />   做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，產(chǎn)生向心力加速度的原因一定是物體受到了指向圓心的合力。這個(gè)合力，這個(gè)合力叫做向心力。
   把向心加速度的表達(dá)式代入牛頓第二定律，可得向心力的表達(dá)式:F＝mv2/r  (1)
                                                        或者F=mrω^2  (2)

    2、為了驗(yàn)證以上公式的正確性，我們采用如下方式：
細(xì)線下面懸掛一個(gè)鋼球，細(xì)線上端固定電機(jī)選轉(zhuǎn)盤上。球下方為印有幾個(gè)同心圓的刻度板。采用電機(jī)帶動(dòng)鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球質(zhì)量為m，擺動(dòng)時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r，懸點(diǎn)距刻度板豎直距離為h。
鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力mg和細(xì)線拉力Fr的作用，它們的合力為F,可以看出F=mgtanθ。而tanθ=r/h 所以向心力即為：F向=mgr/h (3)
三、儀器裝置
 底座、立柱、鋼球（φ20）、懸線、電機(jī)、刻度板、刻度板支架、電源開關(guān)、橫梁、適配器插座、速度調(diào)節(jié)旋鈕
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1、用天平測出小球的質(zhì)量m
2、將實(shí)驗(yàn)裝置放與水平桌面上，刻度盤調(diào)到最低。
3、接通DC9V電源適配器，打開開關(guān)，小球開始做圓周運(yùn)動(dòng)；
4、用秒表記錄鋼球運(yùn)動(dòng)若干圈的時(shí)間；
5、刻度板調(diào)高，使它剛好碰到鋼球，記錄此時(shí)鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
6、將數(shù)據(jù)帶入(1)式算出鋼球所受的向心力；
7、通過式(3)式算出鋼球所受的向心力；
8、比較兩個(gè)方法得到的向心力，計(jì)算呢誤差。
9、改變電機(jī)速度多做幾組數(shù)值計(jì)算平均誤差。
五、擴(kuò)展與思考
還可以用什么方法測量鋼球受到的向心力
六、注意事項(xiàng)與維護(hù)
1、使用時(shí)盡量放于平整的地方；
2、測量鋼球距懸點(diǎn)的豎直高度時(shí)要以鋼球的球心為準(zhǔn)。
3、請(qǐng)使用本儀器配置的適配器，以防燒壞電機(jī)。
4、調(diào)節(jié)電位器時(shí)速度要慢。