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课件网) 第2课时 实验:探究向心力大小的表达式 01 02 03 实验自主学习 实验互动探究 实验典例突破 01 实验自主学习 【实验目的】 1.定性感知向心力的大小与什么因素有关。 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。 【实验器材】 向心力演示器、小球等。 【实验原理与设计】 1.实验的基本思想———_____。 2.实验原理: 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 _____,这时小球向外挤压挡板,挡板对小球的_____提供了小 球做匀速圆周运动的_____,同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧 测力套筒里的弹簧,弹簧的_____可以从标尺上读出,该读数显示了向心 力的_____。 控制变量法 匀速圆周运动 反作用力 向心力 压缩量 大小 3.实验设计: (1)控制m和r相同时,观察___与_____的比值。 (2)控制m和ω相同时,观察__与_____的比值。 (3)控制r和ω相同时,观察___与_____的比值。 ω 向心力 r 向心力 m 向心力 02 实验互动探究 【实验过】 一、实验步骤 1.把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一样,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,调整塔轮上皮带,使两球的角速度也相同,探究向心力与质量的关系。 4.重复几次以上实验。 二、数据收集与分析 1.m、r一定: 序号 1 2 3 4 5 6 F向 ω ω2 2.m、ω一定: 3.r、ω一定: 4.分别作出F向 -ω2、F向 -r、F向 -m的图像。 序号 1 2 3 4 5 6 F向 r 序号 1 2 3 4 5 6 F向 m 【误差分析】 1.实验原理不完善造成系统误差: 小球所受的向心力应该由弹簧的弹力、重力、槽的支持力的合力来提供。 2.测量、操作不够准确造成偶然误差: 实际操作过中很难保证小球做匀速圆周运动。 【实验探究】 1.通过控制变量法,我们发现向心力的大小和m、r、ω存在什么样的关系 提示: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。 2.你能根据得到的实验规律写出向心力的表达式吗 提示:Fn=mrω2=m。 03 实验典例突破 类型一 实验操作 【典例1】图示装置为“向心力演示器”,已知挡板B、C到左右塔轮中心轴的距离相等,A到左塔轮中心轴的距离是B到左塔轮中心轴距离的2倍,皮带连接的左右每层变速塔轮对应的半径之比均已知。某实验小组用此装置来探究向心力的决定因素。 (1)如果要探究向心力与角速度的关系,则应该将质量相同的小球分别放在挡板_____(选填“A、B”“A、C”或“B、C”)处,并且确保左右变速塔轮的半径_____(选填“相同”或“不同”)。 (2)在记录两个标尺露出的格数时,同学们发现要同时记录两边的格数且格数又不是很稳定,不便于读取。于是有同学提出用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数。下列对该同学建议的评价,你认为正确的是_____。 A.该法可行,且不需要匀速转动手柄 B.该法可行,但仍需要匀速转动手柄 C.该法不可行,因为不能确定拍照时露出的格数是否已稳定 【解析】(1)探究向心力与角速度的关系时,应控制小球的质量、运动半径相同,则应该将质量相同的小球分别放在挡板B、C处;探究向心力与角速度的关系时,应控制小球的角速度不同,变速塔轮边缘的线速度相等,则需确保左右变速塔轮的半径不同。 (2)该法可行,用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数,这样可以准确读出某一时刻两边标尺露出的格数,并通过格数得 ... ...
