向心力實驗報告

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1、向心力實驗報告篇一：向心力研究实验报告 课 程 名 称 ： 中学物理实验研究 课程论文题目： 向心力研究 姓 名： 黄珊 学 号： 2014000135 所 在 学 院 ： 教师教育学院 专 业： 物理行知班 任 课 教 师 ： 王凤兰 实验十二 向心力研究 实验目的 研究向心力与质量，半径，角速度的关系 实验器材 朗威DISLab数据采集器，计算机，DISLab向心力器材等。 实验原理 物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力称为向心力。向心力的大小与物体的质量、角速度的平方、半径成正比。 实验步骤 1、 将光电门传感器和力传感器分别接入朗威DISLab数据采集器。 2、 按实验装置图把两

2、传感器固定在向心力实验器上，设置实验器相关参数。 3、 将实验器调节为水平，对力传感器调零。 4、 点击“开始记录”，转动实验器的悬臂，记录数据。 5、 保存图像 6、 对图像进行分析，总结F与角速度、质量之间的关系。实验图像 实验分析 1. 物体所受到的向心力与角速度的平方成正比； 2. 在质量一定的情况下，半径越大，物体所受到的向心力越大。 3.在半径一定的情况下，质量越大，物体所受到的向心力越大。 误差分析 在实验的过程中，存在一定的人为因素和偶然因素，比如：可能会 受到摩擦力的影响。 实验总结 物体所受到的向心力与物体的质量，角速度，半径有关。而且，都 成正比。篇二：向心力教案 向心力

3、教学设计 一、教学目标 1.知识与技能 （1）能结合实例分析，知道向心力是一种效果力以及方向； （2）能够用自己的语言归纳向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算； （3）知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，能够描述合外力的作用效果。 2.过程与方法 （1）通过对向心力概念的探究体验，能够用自己的语言说出其概念； （2）引导学生进行“实验”“用圆锥摆验证向心力的表达式” （3）经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，领会解决问题从特殊到一般的思维方法。 3.情感、态度与价值观 实例、实验紧密联系生活，拉近与科学的距离，感受到科学就在身边，发展自己对学习的积极性和

4、学习兴趣。 二、教学重难点 1.重点：向心力的概念、公式的建立，对公式理解以及相应的计算 2.难点：分析向心力的来源 三、教学准备 PPT课件、圆锥摆（20组）、DISLab向心力演示器等 四、教学过程 1.引入 取一根细绳，一端系上一小球，另一端固定在一枚钉子上。将钉子定在 光滑的板上，如图所示： 师：给小球一个水平方向并垂直于绳的初速度，小球什么运动？生：圆周运动 师：小球为什么会做圆周运动？生：受绳子拉力 2.向心力概念的建立 对上述模型进行理想化处理（水平面光滑），对小球受力分析，得出向心力的概念。 向心力：物体受到的指向圆心的合力 强调：向心力是按照力的实际作用效果命名的。 3. 感

5、受向心力与哪些因素有关师：你在生活中感受到过向心力吗？ (1)体验：在一根结实的细绳的一端拴一个物体，抡动细绳，使小物体做圆周运动（如图）， 依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量，拉力如何变化。 (2)猜想：向心力可能与哪些因素有关有关。 生：向心力可能与m、v(w)、r有关 4.利根据牛顿第二定律和向心加速度表达式推导出向心力表达式 v24? FN?m?mw2r?m2r rT 2 5.分组实验：用圆锥摆粗略验证向心力表达式 2 g4?4? ?2 验证： mgtan? m2r 只需验证： hTT 2 记录数据： 6.演示实验：用DIS向心力实验器研究向心力与半径、角速度、质量间的关系(1)

6、介绍DISLab向心力实验器及其工作原理 我们现在研究的是这个小砝码做圆周运动的向心力和半径r 、质量m 、角速度w的关系。把它穿在水平连杆上，这是一个悬臂，用手推动悬臂转动起来，砝码也就在水平面内做起了圆周运动。质量m是已知的，半径通过悬臂上的刻度读出，水平连杆对砝码的拉力的测量是通过力传感器测量的，垂直连杆的与力传感器相连，另一端挂在悬臂中心的等臂杠杆上，转动悬臂，水平连杆应牵拉等臂杠杆并将作用力传至垂直连杆通过力传感器测出其大小。光电门传感器来测量挡光杆的挡光时间，进而求出角速度。运用控制变量法研究F与m,r以及之间的关系。 (2)实验演示： 1将光电门传感器和力传感器固定在朗威DISL

7、ab向心力实验器上，光电门传感器接入数据采集器第一通道，力传感器接入第二通道。 2点击教材专用软件主界面上的实验条目“向心力研究”，打开该软件。 3将挡光杆的直径（挡光宽度）、挡光杆到旋臂轴心的距离、第一次实验时砝码的运动半径（砝码重心到旋臂轴心的距离）和砝码质量输入表格相应位置。 4点击“开始记录”，保持旋臂静止不动，对传感器进行软件“调零”。拨动旋臂使之做圆周运动，挡光杆每次通过光电门传感器，系统自动记录下砝码的向心力值F并计算出此时的角速度。随着旋臂转速逐渐减慢，软件窗口上方的坐标系内将显示自右上方至左下方分布的一组F-数据点。 5点击“停止记录”，对数据点进行分析。分别点击“一次拟合”

8、、“二次拟合”，得出两条拟合图线。观察可见，二次拟合图线与数据点的分布非常接近，可推断F-之间是二次方关系。点击“F-2图像”，对数据点进行“一次拟合”，得到拟合曲线，观察曲线后可推断F-2之间是正比例关系。 6保持砝码的质量不变，改变其运动半径，重复实验，得出几组F-数据点。对曲线进行“选择F值”，点击“F-r图像”得到拟合曲线。观察曲线后可推断F-r之间是正比例关系。 7保持砝码的运动半径不变，改变其质量，重复实验，得出几组F-数据点。对曲线进行“选择F值”，点击“F-m图像”得到拟合曲线。观察曲线后可推断F-m之间是正比例关系。 8根据实验结果，分析向心力F与半径r、角速度和质量m的关系

9、。 7.变速圆周运动和一般曲线运动 对链球运动慢动作进行观察，链子对球的拉力不是指向圆心，而是与速度夹角小于90度，引导学生将力分解为Ft、Fn，总结各自作用。变速圆周运动不是合外力提供向心力，而是其中一部分提供向心力。这反过来恰好解释前面的匀速圆周运动为什么合外力提供向心力。 v2 匀速圆周运动F?m,v、r大小不变；变速圆周运动，v变化，r不变，一般曲线运动如 r 何处理呢？引导学生思考，v、r变还是不变，然后运用极限分割思想，将一般曲线分割为很多小圆弧，每段曲率半径r不同，v也不同。每段小圆弧对应的r和v，代入匀速圆周运动的向心加速度和向心力的公式即为此段的描述，这便是一般曲线运动的处理

10、方法。 8.本节课小结 本节课我们提出了向心力的概念，并根据牛顿第二定律和向心力表达式推导出了向心力表达式，并用圆锥摆和DIS传感器装置分别验证了向心力的表达式。最后我们又了解了做变速圆周运动的物体的受力特点以及提出了对于一般曲线运动的处理方法。 五、板书设计 猜想：Fn与v()、r、m有关 v22 a4?N?r?w2r?T2r FN?maN v24?2 FN?mr?mw2r?mT 2r 2 验证： mgtan?m4? T 2r 只需验证：g2 h?4?T2篇三：物理实验报告 大学物理实验报告 指导老师： 姓名： 学号： 学院： 班级： 重力加速度的测定 一、实验任务 精确测定银川地区的重力加

11、速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的P点，用米尺测出OP的距离为h，其中t=0.02秒两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h

12、=gt2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为R的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元A，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力N.由动力学知： Ncos-mg=0（1） Nsinm2x（2） 两式相比得tg=2x/g，又tg=dy/dx，dy=2xdx/g， y/x=2x/2g.g=2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒

13、表测出n个（n取50100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量 所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度=2n/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力F=mgtg，而tg=r/h所以mgtg=m2r由以上几式得： g=42n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值. 方法六、单摆法测量重力加速度 在摆角很小时，摆动周期为： 则 通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器

14、材不全，故该方法无法进行；对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。 四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度 摘要： 重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。 伽利略在比萨大教堂内观

15、察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。 应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长L，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。 实验器材： 单摆装置（自由落体测定仪），钢卷尺，游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线 实验原理： 单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆锥质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5），然后释放，摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动。 f=Psin f T=Pcos P=mg L 摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力，f指向平衡位置。当摆角很小时（<5），圆弧可近似地看成直线，f也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为L，小球位移为x，质量为m，则 sin= f=psin=-mg=-mx（2