專利名稱：一種向心力實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，用于驗(yàn)證向心力的實(shí)驗(yàn)研究。
背景技術(shù)：
某質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的向心力的大小，可用公式F = mr ω2來表示，其中m-運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量；r-運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑；ω-運(yùn)動(dòng)的角速度.高中物理教材中的向心力演示器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，條件差的學(xué)校無該儀器，或偶然因素?zé)o法做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，可利用現(xiàn)有條件自制簡易向心力實(shí)驗(yàn)儀，不但可以證明向心力的存在， 還可以驗(yàn)證F = Hirco2的關(guān)系。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種驗(yàn)證向心力實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，物理意義清晰明確。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用圖1所示的裝置，底板1上固定主動(dòng)盤 2(由電機(jī)驅(qū)動(dòng))，通過傳送帶3帶動(dòng)從動(dòng)盤11旋轉(zhuǎn)；底板1上安裝固定支架10，支架上端固定刻度尺5，下端固定空心棒9 ；測力計(jì)6固定后，下端掛一條細(xì)尼龍繩7，通過刻度尺5、 空心棒9，末端系一金屬小球4，尼龍繩可以在空心棒滑動(dòng)，金屬球可以在從動(dòng)盤上轉(zhuǎn)動(dòng)。 所述的尼龍繩7在靠近刻度尺5的中部刻線處夾一個(gè)小指針8，用以指示金屬球回轉(zhuǎn)半徑改變量的大小，則金屬球的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r為靜止時(shí)的測量值再加上轉(zhuǎn)動(dòng)中金屬球半徑的改變量；所述的空心棒9結(jié)構(gòu)如圖2所示，上端固定在固定支架10上，其下部為光滑圓角， 以減小尼龍繩在空心棒內(nèi)沿軸向滑動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。小球在從動(dòng)盤上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，測力計(jì)6可測出向心力F的大小，并可驗(yàn)證向心力F與小球質(zhì)量m、回轉(zhuǎn)半徑r及角速度ω之間的關(guān)系。

圖1為驗(yàn)證向心力實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法結(jié)構(gòu)示意圖；1、底板，2、主動(dòng)盤，3、傳送帶，4、金屬球，5、刻度尺，6、測力計(jì)，7、尼龍繩(細(xì)繩)8、 指針，9、空心棒，10、固定支架，11、從動(dòng)盤。
具體實(shí)施方式
首先按圖1所示將向心力實(shí)驗(yàn)儀各部分連接好，然后上下調(diào)節(jié)測力計(jì)6的高度，使
3從動(dòng)盤上面金屬小球具有某一確定的回轉(zhuǎn)半徑(如在從動(dòng)盤的邊緣處回轉(zhuǎn))。啟動(dòng)電機(jī)，使主動(dòng)盤2通過傳送帶3帶動(dòng)從動(dòng)盤11旋轉(zhuǎn)，金屬球4便在光滑的從動(dòng)盤11上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力便通過尼龍繩7由測力計(jì)6讀出。(1)保持電機(jī)轉(zhuǎn)速不變(既金屬球轉(zhuǎn)動(dòng)的ω不變)，調(diào)整測力計(jì)6的位置改變金屬球4的回轉(zhuǎn)半徑r，可以得出向心力F與金屬球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r成正比。(2)保持金屬球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r不變，改變從動(dòng)盤11的轉(zhuǎn)速，即改變金屬球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω，可以得出向心力F與金屬球轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω的平方成正比。(3)保持金屬球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r不變，電機(jī)轉(zhuǎn)速不變(既金屬球轉(zhuǎn)動(dòng)的ω不變)，改變金屬球4的質(zhì)量，即用不同質(zhì)量的金屬小球做實(shí)驗(yàn)，可以得出向心力F與金屬球4的質(zhì)量m 成正比。(4)實(shí)驗(yàn)中，在某一狀態(tài)下，如果同時(shí)測出向心力F，金屬球質(zhì)量m、回轉(zhuǎn)半徑r、角速度ω，即可驗(yàn)證F = π Γω2本實(shí)驗(yàn)中注意以下3點(diǎn)(1)從動(dòng)盤及其空心棒上面的中心孔均為光滑的，細(xì)線用單股尼龍線，以減小摩擦力帶來的影響；(2)空心棒9的下端正對從動(dòng)盤的圓心，與盤面保持距離為金屬球4的半徑；(3)從動(dòng)盤11 一定要調(diào)整水平，實(shí)驗(yàn)裝置穩(wěn)定，不能有震動(dòng)的影響；該實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，可見度高，物理意義明確，可以作為演示實(shí)驗(yàn)，亦可作定量試驗(yàn)。
權(quán)利要求1. 一種向心力實(shí)驗(yàn)儀，其特征是底板(1)上固定主動(dòng)盤O)，通過傳送帶C3)帶動(dòng)從動(dòng)盤(11)旋轉(zhuǎn)；底板(1)上安裝固定支架(10)，支架上端固定刻度尺(5)，下端固定空心棒 (9)；測力計(jì)(6)下端掛一條細(xì)尼龍繩(7)，通過刻度尺(5)、空心棒(9)，末端系一金屬小球 G)，尼龍繩可以在空心棒(9)內(nèi)滑動(dòng)，金屬球可以在從動(dòng)盤上轉(zhuǎn)動(dòng)；尼龍繩(7)在靠近刻度尺(5)的中部刻線處夾一個(gè)小指針(8)，空心棒(9)上端固定在固定支架(10)上，其下部為光滑圓角。
專利摘要一種驗(yàn)證向心力實(shí)驗(yàn)儀。底板1上固定主動(dòng)盤2(由電機(jī)驅(qū)動(dòng))，通過傳送帶3帶動(dòng)從動(dòng)盤11旋轉(zhuǎn)；底板1上安裝固定支架10，支架上端固定刻度尺5，下端固定空心棒9；測力計(jì)6固定后，下端掛一條細(xì)尼龍繩7，通過刻度尺5、空心棒9，末端系一金屬小球4，尼龍繩可以在空心棒內(nèi)滑動(dòng)，靠近刻度尺5的中部刻線處夾一個(gè)小指針8，金屬球可以在從動(dòng)盤上轉(zhuǎn)動(dòng)?？招陌?上端固定在固定支架10上，其下部為光滑圓角，以減小尼龍繩在空心棒內(nèi)沿軸向滑動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。小球在從動(dòng)盤上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，測力計(jì)6可測出向心力F的大小，并可驗(yàn)證向心力F與小球質(zhì)量m、回轉(zhuǎn)半徑r及角速度ω之間的關(guān)系。
文檔編號G09B23/10GK202331998SQ20112043538
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者應(yīng)雄純, 張曉英, 童丹丹 申請人:湖州師范學(xué)院