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.pptxVIP

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

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.

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.

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）.

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.

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.

五、数据处理?

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.

七、注意事项?

甲?

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甲（3）由此实验，得到的结论是______________________________________________________________________.??

变式1[2023·浙江嘉兴模拟]一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体做圆周运动时向心力与角速度、半径的关系.

?实验序421.901.430.970.500.230.0628.825.722.018.013.08.54.3

[答案]如图所示

[解析]描点后绘图时注意尽量让所描的点落到同一条曲线上，不能落到曲线上的让其均匀分布在曲线两侧，如图所示.

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考向一实验器材的创新例2[2023·河北石家庄模拟]某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验.水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得.

?水平直杆不光滑0.257

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考向二实验原理的创新例3[2023·浙江金华模拟]在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止?

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变式3[2023·河北沧州模拟]某同学用如图甲所示装置探究钢质小球自由摆动至最低点时的速度大小与此时细线拉力的关系.其中，力传感器显示的是小球自由摆动（1）调整细线长度，使细线悬垂时，钢球中心恰好位于光电门中心.?

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?最大值

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教师备用习题

1.实验:探究向心力的大小与半径r、角速度ω、质量m的关系探究方案:用绳和沙袋定性研究.(1)实验原理如图甲所示,绳子的一端拴一个小沙袋,将手举过头顶,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,此时沙袋所受的向心力近似等于.?教师备用习题绳对沙袋的拉力[解析]沙袋在水平面内做匀速圆周运动,受力分析水平拉力近似提供向心力,故此时沙袋所受的向心力近似等于拉力;

教师备用习题(2)实验步骤:在离小沙袋重心40cm的地方打一个绳结A,在离小沙袋重心80cm的地方打另一个绳结B.同学甲看手表计时,同学乙按下列步骤操作:操作一:手握绳结A,如图乙所示,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒转动1周.体会此时绳子拉力的大小.操作二:手仍然握绳结A,但使沙袋在水平面内每秒转动2周,体会此时绳子拉力的大小.①通过操作一和二,比较在、相同的情况下,向心力大小与角速度的关系,此时采用了