[实用新型]一种匀速圆周运动实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验装置，尤其涉及一种匀速圆周运动实验装置。

背景技术

在中学物理教学中，匀速圆周运动是一个重要学习内容，其向心力的表达式，是采用圆锥摆来粗略验证的，当质量为m的小球做圆锥摆动时，指向圆心的合力为

F=mgrh---(1)]]>

小球做圆周运动的向心力为

Fn=4π2c2mrt2---(2)]]>

式中，r为小球作圆周运动的半径，h为小球距离悬点的竖直高度，c和t分别为小球运动的圈数和所用的时间。

实验时，小球在水平面内做匀速圆周运动，用刻度尺测量出小球做圆周运动的半径r和小球距悬点的竖直高度h，利用天平、秒表分别测量出小球的质量m和运动c圈的时间t，即可大致验证(1)、(2)两式是成立的。

但这一实验在课堂教学中，存在很大的困难，操作中让小球做匀速圆周运动很难，并且小球是在运动中，所以半径r以及在时间t内的转动圈数c测量不准确，误差很大甚至无法验证。

本实用新型的一种匀速圆周运动实验装置，可以明确的演示小球做匀速圆周运动，并验证向心力表达式的正确性。小球做匀速圆周运动时

Fn=mv2r---(3)]]>

v=2πrct=2πrn---(4)]]>

所以有    F_n＝4π²n²mr    (5)

其中n=ω2π---(6)]]>

所以    F_n＝rω²m    (7)

即，向心力跟作圆周运动物体质量m、轨道半径r、角速度ω²(或转速n²)成正比。

实用新型内容