2025年高中物理复习配套课件含答案解析 实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系.pdfVIP

第四单元曲线运动

2025年高中物理复习配套课件含答案解析

实验六探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

教材原型实验拓展创新实验

教师备用习题作业手册

教材原型实验

一、实验目的

1.学会使用向心力演示器.

2.通过实验探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径的关系.

教材原型实验

二、实验原理

1.探究方法：控制变量法.

2.实验思路

（1）控制两物体的质量和转动半径相同，探究向心力大小与转动角速度的定量

关系.

（2）控制两物体的质量和转动角速度相同，探究向心力大小与转动半径的定量

关系.

（3）控制两物体的转动半径和角速度相同，探究向心力大小与物体质量的定量

关系.

教材原型实验

三、实验器材

向心力演示器（如图所示），三个金属球（半径相同，其中两个为质量相同的钢

球，另一个为质量是钢球一半的铝球）.

教材原型实验

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，槽内的小球也随着做匀速圆周运动.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.

教材原型实验

四、实验步骤

1.把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，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.注意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.注意向心力的大小与转动半径的关系.

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.注意向心力的大小与小球质量的关系.

4.重复几次以上实验.

教材原型实验

五、数据处理

2

分别作出−、−−的图像，分析向心力大小与角速度、半径、质

nnn

量之间的关系，并得出结论.

（1）在质量和轨道半径一定的情况下，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，向心力的大小与轨道半径成正比.

（3）在轨道半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比.

教材原型实验

六、误差分析

1.污渍、生锈等使小球的质量、轨道半径变化，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.

教材原型实验

七、注意事项

1.实验前要做好横臂支架安全检查，检查螺钉是否有松动，保持仪器水平.

2.实验时转速应从慢到快，且转速不宜过快，以免损坏测力弹簧.

3.注意防止皮带打滑，尽可能保证比值不变.

4.注意仪器的保养，延长仪器使用寿命，并提高实验可信度.

教材原型实验

例1[2024·湖北鄂州模拟]如图

甲所示，利用向心力演示器探究做

圆周运动的小球，当质量、半径一

定时，所需向心力大小与角速度

之间关系.

甲

教材原型实验

（1）如图乙，若传动皮带套在塔轮第二层，左、右塔轮半径、之比为2:1，