用传感器探究影响向心力大小的因素

针对传统探究向心力 F大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验存在的不足,重新设计了实验装置,该实验装置利用PASCO力传感器测向心力的大小,用调速电机来改变金属小球作圆周运动的角速度,并用霍尔传感器测量电机的转速,而金属小球的质量和小球的旋转半径则可以定量改变,由此可定量探究向心力的大小 F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。     

用传感器探究影响向心力大小因素的实验装置研究

实验探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系是高中物理的一个重要实验。针对传统实验装置存在的不足,新设计的实验装置利用PASCO力传感器测向心力的大小,用调速电机来改变金属小球作圆周运动的角速度,并用霍尔传感器测量电机的转速,金属小球的质量和小球的旋转半径则定量改变。新的实验装置能定量地探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系,实验结果精确度高,演示效果明显,方便师生使用和操作,值得推广。     

电动向心力定量分析演示仪

针对传统向心力实验仪存在的不足,设计了电动向心力定量分析演示仪.该演示仪通过空心轴电机带动2个小金属球同时做匀速圆周运动,进而探究向心力大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的定量关系.2个小球的质量m、角速度ω和半径r在实验的过程中均同时改变,测得的力为向心力的2倍.该设计使仪器运转更加平稳,测量的数据更精确,操作更方便.     

电动向心力公式验证演示仪的改进

对向心力公式验证演示仪进行了改进,改进后的演示仪参照教材上验证向心力的实验方法,改用电机驱动使一质量已知的金属小球在细线带动下沿一水平面作匀速圆周运动,实验时通过更换不同材质的小球改变质量,通过调节细绳的长度或电机转速改变小球旋转半径,通过调节电机工作电压改变小球旋转角速度,利用控制变量法测出F与m、ω、R的对应关系,最后通过实验数据分析推导得出向心力公式F=mω~2R。改进后的实验装置操作方便,测量精度高,值得推广。     

向心力大小实验的设计

向心力大小演示实验是高中物理教学中一个很重要的演示实验.在人教版物理教材中,采用圆锥摆粗略验证向心力表达式,该实验是利用铁架台、小球、细线、秒表、天平、刻度尺等器材完成的.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n圈的时间t,得出指向圆心的合力为     

用智能手机App Video Physics研究竖直平面内的圆周运动

本实验用智能手机App Video Physics追踪小球在竖直平面内做圆周运动的情况,研究了不同质量的小球从同一高度静止释放到达最低点的速度关系,研究了从不同高度静止释放小球的速度与运动轨迹之间的关系,计算了小球在圆形轨道上运动时的向心力、角速度,以及当小球与圆形轨道等高静止释放时小球的脱离点速度.     

对电动向心力定量分析演示仪的改进

针对现有"向心力演示仪"实验的不足,对电动向心力定量分析演示仪进行改进,新仪器保留了电动向心力演示仪的部分元件,改进了转动半径测量和向心力测量装置.通过改变电动机转速、圆周运动半径、金属球质量等参量,该装置可定性演示向心力和定量研究向心力表达式.     

用转速表测向心力

本实验装置用转速表来测出物体作圆周运动的转速,得出角速度ω的数值,用测力计测出向心力F的数据,用米尺量出半径R,能定量地找出向心力F、角速度ω、半径R之间的关系:R一定,F∝ω;ω一定,F∝R。从而得出F=mω~2R的公式。实验装置:如下图所示。     

向心力的大小与那些条件有关的演示

向心力的大小与那些条件有关,在高中物理课本中已有数学上的证明,即F=m v~2/r =mw~2r 式中m为匀速圆周运动物体的质量,v为其线速度,w为其角速度,r为其转动的半径,F为其所需的向心力。这个关系,我们要作严格地定量演示,在高中来说,是很困难的,而且也不必要。但我     

匀速圆周运动的小球向心力突变后的轨迹

详细讨论了当向心力突然增大后,原来作匀速圆周运动的小球其运动轨迹的变化情况,证明了小球将作螺线运动.     

向心力演示仪的改进

针对"用圆锥摆粗略验证向心力表达式"实验的不足,对向心力演示仪进行改进,保留了向心力演示仪的部分元件,增加了电动机和变阻式连续调速开关.通过改变电动机转速、圆周运动半径、钢球质量等参量验证向心力的表达式.本文还提供了两套实验方案,供不同实验条件的学校选用.     

改进型向心力探究仪

针对传统“ D I S向心力实验器”的不足, 设计了改进型向心力探究仪. 新仪器保留了传统向心力实验器 的部分元件, 改进了转动半径测量和向心力测量装置. 通过改变电动机转速、 圆周半径和砝码质量等参量, 可定量 研究向心力表达式     

球在水平旋转圆盘上的运动分析

研究了轻质球在水平旋转的圆盘上做无滑滚动时的运动情况,探究了圆盘转速、轻质球初始位置和速度等条件的影响.实验结果表明:小球在圆盘上做圆周运动,其运动周期是圆盘运动周期的7/2倍(实心球)或5/2倍(空心球),运动轨迹与初始时刻小球释放的位置、速度和圆盘的角速度有关.     

圆周运动加速度演示仪

基于自然坐标下曲线运动的全加速度方程,设计了圆周运动加速度综合演示仪.该演示仪通过手动、电动及制动可分别演示圆周运动中切向加速度(包括正负加速度)和法向加速度,还可以直观地观察到圆周半径对切向和法向加速度的影响,角速度对法向加速度的影响及角加速度对切向加速度的影响.     

验证向心力公式实验的多种创新方案

高中《物理·必修2》探究圆周运动向心力公式,采用了圆锥摆实验,按教材的实验程序操作该实验比较困难,主要是让摆球进行匀速圆周运动十分不易,一不小心小球便会与接触面间产生弹力,无法满足教材要求的动力学情景,导致实验障碍和测量不精准.借助教材设计的实验原理,可对本实验进行改进创新,使其易操作、易测量、小误差.1改进圆锥摆实验精确验证     

向心加速度公式的教具制作及其教学研究——基于Tracker和Phyphox软件的定量探究

从教具制作、定量实验探究和教学启示等三方面来探究匀速圆周运动的向心加速度公式,即利用自制教具探究向心加速度a c与圆周运动半径r和角速度ω之间的定量关系.实验发现,结果非常好地符合理论预期.最后讨论了该教具所蕴含的教学启示,可以将其设计成适合高中物理教学的验证性、探究性实验及课外科创活动,从而培养学生的科学探究能力、科学推理能力、动手协作能力和问题解决能力.本教具还提供了测量当地重力加速度的一种新方法.     

一种电动离心力定量分析演示装置

高中物理教学中,学生在学习向心力、离心力相关知识时,老师如果没有直观的演示教具,只用抽象的语言来描述抽象的向心力、离心力这样的物理现象学生不易理解,为此新设计了一种电动离心力定量分析演示装置用于离心力教学。该装置用电机作动力,用读数可以锁定的电子秤测离心力大小,通过改变电机转速,金属小球直径大小和小球旋转半径可定量演示和探究离心力公式。演示教具化无形为有形,化抽象为具体,化无趣为有趣,更利于离心力教学过程中教师的教和学生的学。     

利用物理仿真实验室研究绳系小球系统在复合场中运动

利用物理仿真实验室模拟了绳系小球系统在复合场中的运动,首先分别将小球从A,C点静止释放,获取了小球的速率与加速度大小随时间的变化关系图,分析原因,总结规律,随后通过不断改变小球静止释放的位置,观察小球的运动轨迹,得出小球做部分圆周运动的条件,最后计算出小球从直线到圆周运动的临界位置以及在该位置所损失的机械能.     

向心力影响因素探究仪

为了弥补传统向心力实验仪的不足,根据向心力原理,利用步进电机、力传感器、无线发射器、刻度尺等材料改进了向心力演示仪,并通过实验探究了向心力影响因素.     

多功能向心力测量转台

多功能向心力测量转台应用控制变量法,实现对向心力规律的全面定量探究;也可用于"弯道受力分析、滚桶脱水、柱形墙内的水平圆周运动、法拉第电磁感应定律"等典型物理问题的教学.装置采用变频电源驱动同步电动机的方式来实现匀速转动,调速和计速一步到位,无需电磁或光电门测速装置;利用手持电子秤代替弹簧秤或拉力传感器,从而免去了DIS...