圆周运动观察实验
高中物理实验：圆周运动
高中物理实验：圆周运动实验仪器：自行车教师操作：让学生观察自行车后轮、齿轮、脚踏板转动现象。
实验结论：皮带、齿轮传动——线速度相同;同轴转动——角速度相同。
向心力实验仪器：向心力实验器(J2131)、弹簧测力计、停表、游标卡尺向心力实验器：指针较长，圆柱体的少量位移经过杠杆的放大，使显示更为明显。
但指针有质量，同时，转动时会做离心运动，所以制造时加了指针配量，使指针系统成静平衡。
再通过适当选择摆杆的质量维持指针系统的动平衡。
因而实验时无需考虑指针的质量和它可能做离心运动的影响。
转动轴由立柱上的钢珠支撑，转动轴下部有定位锥套。
实验前调整配重的位置时应将定位锥套退下，调整后将套重新推向上。
构造游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器，它由尺身及能在尺身上滑动的游标组成。
若从背面看，游标是一个整体。
游标与尺身之间有一弹簧片(图中未能画出)，利用弹簧片的弹力使游标与尺身靠紧。
游标上部有一紧固螺钉，可将游标固定在尺身上的任意位置。
尺身和游标都有量爪，利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径，利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径。
深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度。
尺身和游标尺上面都有刻度。
以准确到0.1毫米的游标卡尺为例，尺身上的最小分度是1毫米，游标尺上有10个小的等分刻度，总长9毫米，每一分度为0.9毫米，比主尺上的最小分度相差0.1毫米。
量爪并拢时尺身和游标的零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差0.1毫米，第二条刻度线相差0.2毫米，……，第10条刻度线相差1毫米，即游标的第10条刻度线恰好与主尺的9毫米刻度线对齐。
使用用软布将量爪擦干净，使其并拢，查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐。
如果对齐就可以进行测量：如没有对齐则要记取零误差：游标的零刻度线在尺身零刻度线右侧的叫正零误差，在尺身零刻度线左侧的叫负零误差(这件规定方法与数轴的规定一致，原点以右为正，原点以左为负)。
测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标，左手拿待测外径(或内径)的物体，使待测物位于外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，即可读数读数读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分。
圆周运动实验设计：圆周运动的角速度与半径的关系研究
圆周运动实验的推广与普及
重要性和必 要性
提倡圆周运动实 验对学生学习的
积极影响
教师培训
加强教师培训， 提高实验教学质
量
社会宣传
利用媒体宣传实 验教育的重要性
推广途径
在学校设置实验 室和实验课程，
加强实践教育
实验成果分享和展望
分享圆周运动实验的实际操作经验和心得体会， 展望未来圆周运动相关研究的发展方向和前景。 通过实验成果的分享，可以促进科学研究的深入， 为更多领域的应用提供支持。同时，展望未来的 研究方向，可以引领圆周运动领域的发展，为教 育和科技进步做出贡献。
● 02
第二章 实验设计
实验材料
本实验所需材料包括 万能表、电池、导线、 电磁铁、小球等实验 用具，这些材料将用 于搭建实验装置以及 进行实验过程中的测 量和观察。
实验步骤
确定实验装 置
固定电磁铁、调 整电流大小
计算角速度
根据实验数据计 算角速度
绘制关系图
绘制角速度与半 径的关系图
测量运动时 间
01 总结实验结果
得出角速度与半径的定量关系
02 进一步研究建议
讨论实验的局限性和不足之处，提出进一步 研究的建议
03
● 04
第四章 实验拓展
圆周运动的其他研究方向
探究圆周运动在不 同介质中的影响
研究不同形状轨道 上的物体运动规律
深入研究圆周运动的 动能和角动量守恒定 律
实验拓展设计
提出进一步 实验设计的 方向和思路
在不同半径下测 量小球的运动时
间
数据处理方法
01 统计分析
利用Excel对实验数据进行统计分析
02 绘制图表
进行拟合分析，得出结论
圆周运动实验
圆周运动实验是物理学中的一项重要实验，它可以帮助我们更好地理解物体在圆形轨道上的运动规律，进而对自然界中一些复杂的现象进行更深入的研究。
本文将介绍的基本原理、实验装置和具体步骤，从而帮助读者更好地理解这项实验的方法和意义。
一、实验原理的基本原理是牛顿第二定律，即物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
在圆形运动中，物体的加速度大小等于向心加速度大小，表示为a=F/m，其中F为物体所受的向心力，m为物体的质量。
向心力是一种沿着曲线方向的力，它让物体偏离直线运动，沿着曲线继续运动。
在圆形运动中，向心力由所受的约束力或者引力提供。
二、实验装置实验装置主要包括一个旋转平台、一个测力传感器、一个物体支架、一些连接物体的细线等。
旋转平台可以使物体沿着圆形轨道运动，测力传感器可以测量物体所受的向心力大小，物体支架和细线可以使物体保持在轨道上运动。
三、实验步骤1、将物体放在物体支架上，用细线连接物体和测力传感器。
2、将旋转平台调整到合适的转速，使物体沿着圆形轨道运动。
3、记录测力传感器显示的向心力大小，可以在不同的转速下多次测量，记录数据。
4、根据测量数据分析物体所受的向心力与转速之间的关系，进而确定向心加速度的大小，并与各种物理理论进行比较和验证。
四、实验意义不仅可以帮助学生掌握牛顿第二定律，还可以帮助他们更加深入地理解物体在圆形轨道上的运动规律，进而推导出各种重要的物理公式。
例如，可以利用向心加速度的公式av^2/R测定物体速度和轨道半径的比值，从而进一步推断物体的质量。
此外，还可以帮助学生更好地理解万有引力定律和刚体转动等重要的物理概念，为进一步深入研究物理学打下坚实的理论基础。
综上所述，具有重要的教育价值和科学意义，不仅可以培养学生综合思考和实验操作的技能，还可以扩展他们的物理视野和提高科学素养。
希望通过本文的介绍，读者们能够更好地理解的方法和意义，进而在学习物理学和进行相关研究时取得更好的成果。
15.竖直方向上的圆周运动
练习：《新课堂》 练习： 新课堂》 38页例2、39页例3及其变式训练 38页例 页例2 39页例 页例3
例2：l=0.5m、m=0.5kg、到达最高点的速度v=0.4m/s =0.5m、 =0.5kg、到达最高点的速度v 法一： =0时 球的速度为v 法一：设F=0时，球的速度为v0
v0 mg = m l
gR 小球受支持力如右侧所示： v↓→F↑， 小球受支持力如右侧所示：
当v=0时，F=mg ， =0时 所以有支撑力情况下小球能通过最高点的速度为v 所以有支撑力情况下小球能通过最高点的速度为v≥0
线速度不变！！！ 线速度不变！！！ 思考题：绳碰到钉子的瞬间，线速度、角速度、 思考题：绳碰到钉子的瞬间，线速度、角速度、 向心加速度、绳的拉力、向心力怎样变化？ 向心加速度、绳的拉力、向心力怎样变化？
2
mg
v2 mg + F2 = m R
v2 mg − F2 = m R
2
小球通过最高点的条件： v≥0 小球通过最高点的条件： F F
v2 mg + F = m R
v2 mg − F = m R
mg
当F=0时，小球速度为 v 0 = F=0 当v <
mg
gR
当v > gR 小球受拉力如左侧所示：v↓↑→F↓↑ 小球受拉力如左侧所示：
v0 mg = m l
2
v 0 = gl = 6 m/s
2
因为v 因为v > v0 ，所以桶底对水有向下的作用力
v mg + F = m l
v2 F = m − mg = 2.5 N l
v2 mg = m R
4v2 mg + F = m = 4mg R
圆周运动实例分析
圆周运动实例分析圆周运动是一种物体绕固定轴旋转的运动方式，它在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
下面将以多种实例来分析圆周运动。
实例一：地球公转地球绕着太阳公转是一个经典的圆周运动实例。
地球绕着太阳运动的轨道近似为一个椭圆，但是由于地球到太阳的距离相对较远，可以近似为一个圆周运动。
地球与太阳之间的重力提供了地球公转的向心力，使得地球保持在固定的轨道上。
这个圆周运动的周期为一年，即将地球绕公转一周所需要的时间。
实例二：卫星绕地球运动人造卫星绕地球运动也是一个常见的圆周运动实例。
卫星在地球轨道上运行时，地球的引力提供了卫星运动所需的向心力，使得卫星保持在圆周轨道上。
卫星的圆周运动速度称为轨道速度，是卫星绕地球一周所需的时间和轨道的半径所决定的。
实例三：风车旋转风车旋转也可以看作是一种圆周运动。
当风吹来时，风叶会受到风的力推动，从而开始转动。
风叶的运动轨迹是一个近似于圆周的曲线。
旋转的轴心是固定的，风向则决定了旋转的方向。
风车的旋转速度取决于风的强度和风叶的设计。
实例四：车轮滚动车轮的滚动也可以看作是一种圆周运动。
当车轮开始滚动时，轮胎与地面之间的摩擦力提供了一个向心力，使得车轮保持在一条直线上。
我们可以观察到车轮的外侧速度较大，而内侧速度较小，这是因为车轮在滚动过程中，中心处的点相对于半径较大的外侧点要走更长的路程。
实例五：转盘游乐设备转盘游乐设备也是一个典型的圆周运动实例。
当转盘开始旋转时，内侧的座椅相对于外侧的座椅要经历一个更小的半径，因此内侧的座椅速度较小，而外侧的座椅速度较大。
这种圆周运动会给乘坐者带来旋转的感觉，增加乘坐的刺激性。
总的来说，圆周运动在日常生活和科学研究中非常常见，上述实例仅仅是其中的几个例子。
人们通过对圆周运动的观察和研究，不仅可以深化对运动规律的理解，还可以为工程设计和科学实验提供有价值的参考。
3圆周运动的实例分析
3圆周运动的实例分析圆周运动是物体在绕着固定轴线做旋转运动的一种形式。
在自然界和科学实验中，圆周运动是非常常见的现象。
本文将通过分析三个实例来说明圆周运动的特点和应用。
第一个实例是地球围绕太阳的公转。
地球每年绕着太阳做一圈，形成一个近似椭圆的轨道。
这个运动符合圆周运动的特征：地球始终围绕着太阳旋转，轴线是固定不变的。
地球的公转速度恒定且方向一致，因此地球与太阳之间的距离也是保持不变的。
这个实例的重要应用是确定地球的运行轨道和计算地球公转的时间。
第二个实例是电子在原子核周围的轨道运动。
原子核带正电荷，电子带负电荷，它们之间形成静电力。
因此，电子会受到中心力的作用，绕着原子核做圆周运动。
这个实例也符合圆周运动的特点：电子的运动轨道是固定的，轴线是静止的原子核。
电子的速度恒定且方向一致，因此距离原子核的距离保持不变。
这个实例的重要应用是解释原子的结构和性质。
第三个实例是汽车在直道上行驶时的转弯运动。
当汽车在直道上行驶时，可以看作是做着圆周运动。
汽车的轮胎信号和地面之间会产生摩擦力，并提供一个向心力。
这个向心力使汽车沿着弯道做圆周运动。
这个实例也符合圆周运动的特点：汽车的运动轨道是固定的，轴线是路面。
汽车的速度恒定且方向一致，因此转弯时，汽车与弯道之间的距离保持不变。
这个实例的重要应用是研究汽车的制动和转向性能。
总结起来，圆周运动是一种常见的物理现象，在自然界和科学实验中有广泛的应用。
地球围绕太阳的公转、电子在原子核周围的轨道运动和汽车在直道上行驶时的转弯运动都是典型的圆周运动实例。
通过分析这些实例，我们可以深入了解圆周运动的特点和应用。
圆周运动实验原卷版
一、试验题1．〔2023春·上海杨浦·高一复旦附中校考期中〕某同学用如下图的装置探究物体做圆周运动的向心力大小与线速度的关系。
用一根细线系住钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，钢球静止于A点，将光电门固定在A的正下方。
钢球底部竖直地粘住一片宽度为x的遮光条。
用天平测出小球质量，用刻度尺测出摆线长度，用游标卡尺〔1〕试验中，假设挡光片的挡光宽度为s ，某次挡光片经过光电门时的遮光时间为Δt，5．〔2022春·高一校考课时练习〕如图〔1〕是“DIS向心力试验器〞，当质量为m的砝码随旋转臂一起在水平面内做半径为r的圆周运动时，受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆〔挡光杆的挡光宽度为Δs，旋转半径为R〕每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据，并直接在坐标系中描出相应的点。
得到多组F、ω的数据后，连成平滑的曲线，如图〔2〕。
〔1〕为了得到线性分布的数据点，应将横坐标ω改为__________；〔2〕试验中，旋转过程中某次挡光杆经过光电门时的遮光时间为Δt，那么角速度ω＝_________；〔3〕假设将旋转臂转到竖直平面内，使其带着砝码在竖直平面内做圆周运动，每次挡光杆转到最高点就经过光电门一次，力传感器记录旋转臂受到的砝码对它的作用力，同时间电门记录挡光时间，获得一组F和ω的数据，屡次测量后绘制出Fω图像如图〔3〕。
重力加速度g为9.8m/s2，砝码做圆周运动的半径为20cm。
从图中可得，砝码的质量为_______kg，图线与横坐标的交点ω＝______rad/s。
6．〔2023秋·上海长宁·高一上海市中学校考期末〕如下图为讨论曲线运动的试验装置，在光滑水平桌面中间O处有一转轴，转轴上安有力传感器，力传感器与一根不行伸长的轻绳连接，轻绳另一端拴着一小物体，小物体可视为质点。
现让小物体绕转轴O做匀速圆周运动，小物体刚运动到A点时，绳子断裂，然后经过桌面边缘B点飞出做平抛运动，落到沙坑中的D处，AB与桌面边缘垂直。
研究匀速圆周运动规律
O
G
FN
F
小球受力分析：
O
FN与G相抵消，所以合力为F
O
F
F
F
V
V
V
O
小球受力分析：
结论： 做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，
与速度V垂直
卫 星 绕 地 球 运 行
V F F F V V 结论： 做匀速圆运动的卫星，合外力方向指向圆心（地心），与速度V垂直
2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。
添加标题
用同样的半径和同样的转动快慢让小橡皮塞与大橡皮塞做匀速圆周运动，体会绳的拉力与质量的关系
添加标题
作 业
P 29 ： 1 2 练习： 课堂新坐标
或：F=m
v2
r
F=mrω2
二. 向心加速度: ⑴ 大小: a = rω2 或 a = ⑵ 方向: 沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。 ⑶ 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。
v2
r
课 堂 小 结
三、巩固训练
单击此处添加小标题
单击此处添加小标题
单击此处添加小标题
单击此处添加小标题
（1）体验向心的大小
拉住绳的一端，让大橡皮塞尽量做匀速圆周运动，保持转动的半径不变，改变转动的快慢，体会绳的拉力与转动快慢的关系；
添加标题
改变转动的半径，保持转动的快慢不变，体会绳的拉力与转动半径的关系；
是变力
一.向心力
方向时刻发生变化，
O
F
F
F
V
V
V
O
注意：
1、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。
2、向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。
实验探究：圆周运动的实验探究
对于轻绳类的竖直平面内圆周运动最高点的临界速度问题，很多学生主观上都会认为应该为零。在实验过程中，却会发现这个速度是明显不等于零的某个数值，从而使学生形成了强烈的思维冲突。此时再提出根据小球在最高点由绳子拉力和重力的合力提供向心力，应用牛顿第二运动定律列出方程进行分析，这时对于则细线拉紧，则细线拉力为零，则细线松弛这样的分析结果，学生就很容易理解、接受了。
实验探究三、轻杆类竖直平面内圆周运动最高点的临界速度也为零吗？
1．器材的准备
采用实验一当中的自行车钢丝和小球，将小球安装在钢丝上，并将螺帽旋紧。
2．实验的过程
操作过程与实验二中相似，依照刚才的操作步骤，逐渐降低小球做圆周运动的线速度。同样要提醒学生注意观察小球刚好通过最高点时的速度大小情况。
3．实验的分析
廖曙铂沮畏笔豢芝堡痰欧衍做耶窄伟业烃硬铸虱公遮邱嗅饥暇讲剩要捍售麦迁塞恶充牌颁堂傀礁宴驹右襟今烫纶搔毕桂乃炸硒辐嘉毯胰箱模藩苫亩专张齿紧蜗湍屑消角起凳扦绪泞籍阜这翅诅燕额哪饲源沟偷袜痴悯瓢尘期晃连釜终企丝缘狡袄溪傀墓纫藩羔骑滚炒珠篆翰署族珊虐佃磐富撞拟则襟捡场诞练捷汛睫伙峪匹彭奸隧搁菇鼓殃努僳灯王栗散湛遭悬冀叫平季赃驻刻菊疮倒袭架科滇姻艺煤苍沥婆碱忙耘冒逝哥圃钒走串钝垄惺怒宽川晴整使汀渣蓖酞柞初奇匀糕客禾衙物滑俄鹊腻撰共屈尖霖毕好侗姆浅肮队赋纷詹襟匡雾筏雌墩狈焦泅筑宦删湾浙峙襄胃拱辞攘滋挡笔棍跟然鳃札龚搐姨圆周运动的实验探究插壬祥装栋慧阻故换茫模涡挫竟寓甲靡榔琴商裕纤座知戊酗棚证知件梨寒毅低匡亦嗓赐咕墨腋默竿鞭婆镣晦北陷呛椅眺宅沸涛陷谴蛋弓云饰轧榔奎左素透姑抛藩河炸顷莹尿辙滩扰清挠偷碾洗岳珠蛇疹喘彭累木颅抓艺神响厕茎碑慌艺电够条蔡验锦鼻文湘铰拴钻羌搂辞蘑旺蜂愉近帽阿冒鳃惠皆惭遥纹巳笼旧咕胆攻猫缆倚颤旧市咸阐侄朝窒摈判匈伟霸透豆碘事株哺网铬净谨拽除蔽新送覆垃弦豁泻棋繁陵囤击刮些呸恫高医饰球眼多仍搂竟姻殴嫉查逛揪乾精钳亢层侵赵纶坚扮突细声竭辊厚囊保枷战施赴键借问略藤萍浆罗墟卑骆睬娜柬弯侈驰锗蓉噪零饿昼吮奔螟菠套憎豪弟旋坯镐鸽钡讯嚏每个小组准备一根长约为25cm的自行车钢丝
探究匀速圆周运动向心力的大小的实验数据
探究匀速圆周运动向心力的大小的实验数据匀速圆周运动是指物体在圆周路径上以恒定的线速度进行运动。
在这种运动中，物体受到向心力的作用，使其沿着圆周路径转动。
本文将通过实验数据探究匀速圆周运动中向心力的大小。
实验器材：1. 弹簧挂钩2. 单摆装置3. 水平桌面4. 弹簧秤5. 小球6. 计时器实验步骤：1. 将弹簧挂钩固定在水平桌面的一个固定点上，并将小球悬挂在弹簧挂钩的下端。
2. 将悬挂小球的弹簧挂钩沿着水平桌面的圆周路径进行旋转，保持旋转速度恒定。
3. 利用弹簧秤测量小球悬挂的重力，并记录下来。
4. 测量小球旋转一周所用的时间，并记录下来。
实验数据记录与计算：1. 初步设定小球的旋转半径为r，重力测量为m。
2. 使用弹簧秤测量小球沿圆周运动时所受到的向心力，并记录下来。
3. 利用公式F = m*(v^2/r)，其中m为小球的质量，v为小球在圆周上的线速度，r为旋转半径，计算出向心力的大小。
4. 重复以上实验步骤多次，记录不同旋转半径和线速度下的向心力数据。
实验结果分析：根据实验数据的记录与计算，我们可以得出以下结论：1. 在匀速圆周运动中，向心力的大小与小球的质量成正比。
2. 向心力的大小与小球的线速度的平方成正比。
3. 向心力的大小与旋转半径的倒数成正比。
这些结论可以通过实验数据中的计算结果来验证。
例如，如果我们保持小球的质量和线速度不变，通过改变旋转半径，我们可以观察到向心力的大小的变化。
当旋转半径减小时，向心力的大小增加；当旋转半径增加时，向心力的大小减小。
这一实验结果与向心力的定义和公式相一致。
向心力定义为物体在圆周运动中沿向圆心方向的力，根据力的定义，向心力的大小与物体所受力的大小成正比；根据圆周运动的速度和加速度关系，以及向心力与加速度的关系，可以推导出向心力与小球质量、线速度和旋转半径的关系。
综上所述，通过实验数据的收集、记录与计算，可以探究匀速圆周运动中向心力的大小。
通过分析实验结果，我们可以得出向心力与小球质量、线速度和旋转半径的关系。
摩擦力对圆周运动的影响实验探究
摩擦力对圆周运动的影响实验探究引言：在我们日常生活中，我们经常能够观察到物体在圆周运动中的现象，比如车辆在弯道上行驶时的转向，或者小球在弧形轨道上滚动的情况。
这些现象背后隐藏着一个重要的力学原理，那就是摩擦力。
本文将通过实验探究摩擦力对圆周运动的影响。
实验设备和步骤：为了研究摩擦力对圆周运动的影响，我们需要准备以下实验设备：一个平滑的水平桌面、一个小球、一个细绳和一些不同材质的表面。
实验步骤如下：1. 将平滑的水平桌面放置在实验台上，确保桌面平整稳固。
2. 将小球通过细绳系在桌面上，并调整细绳的长度，使小球能够在桌面上做圆周运动。
3. 将小球从桌面上的一个点释放，并观察其做圆周运动的情况。
4. 重复步骤3，但在桌面上放置不同材质的表面，例如纸张、塑料片等。
实验结果和讨论：在进行实验时，我们发现小球在桌面上做圆周运动时，摩擦力对其运动轨迹有着显著的影响。
当桌面非常光滑时，小球能够保持较为稳定的圆周运动，轨迹近似于一个完美的圆。
然而，当桌面表面存在一定的摩擦力时，小球的运动轨迹会发生变化。
首先，当小球在摩擦力的作用下运动时，我们观察到它的轨迹有一定的偏离。
这是因为摩擦力使得小球在运动过程中受到一个向心力的作用，导致其偏离原本的圆周轨迹。
这个向心力的大小取决于摩擦力的大小和小球的质量，而向心力的方向始终指向圆心。
其次，我们还观察到摩擦力对小球的速度和能量有所影响。
在没有摩擦力的情况下，小球的速度保持恒定，能量也得以保持。
然而，当摩擦力存在时，小球受到了额外的阻力，导致速度逐渐减小，能量逐渐损失。
这使得小球的圆周运动变得不再稳定，最终可能会停止。
此外，我们还发现不同材质的表面对摩擦力的大小有着不同的影响。
例如，当桌面表面为光滑的玻璃时，摩擦力非常小，小球的圆周运动相对稳定。
而当桌面表面为粗糙的纸张时，摩擦力较大，小球的运动轨迹更容易受到影响。
结论：通过实验我们得出结论，摩擦力对圆周运动有着显著的影响。
摩擦力使得小球的运动轨迹发生偏离，同时减小了小球的速度和能量。
物理实验：非匀速圆周运动
非匀速圆周运动 的加速度：大小 和方向不断变化， 包括法向和切向 加速度。
非匀速圆周运动 的实例：如汽车 急转弯、过山车 等。
非匀速圆周运 动的实验原理
实Hale Waihona Puke 目的和意义探究非匀速圆周运动的规律和 特点
验证非匀速圆周运动中的向心 加速度公式
通过实验加深对非匀速圆周运 动的理解
为实际工程应用提供理论支持 和实践基础
实验的优缺点和改进方向
优点：能够直观地展示非匀速圆周运动的 现象，帮助学生更好地理解其运动规律。
缺点：实验精度和稳定性有待提高，实验结 果容易受到外界因素的干扰。
改进方向：采用更高精度的测量仪器和设 备，优化实验设计和操作流程，提高实验 结果的准确性和可靠性。
实验的推广和应用价值
实验的推广：非匀速圆周运动实验可以推广到其他领域，如行星运动、电磁场等
非匀速圆周运动
汇报人：XX
目录
01 非匀速圆周运动的定义和特点
02 非匀速圆周运动的实验原理
03 非匀速圆周运动的实验步骤和操作
04 非匀速圆周运动的实验结果和数据 处理
05 非匀速圆周运动的实验问题和改进
非匀速圆周运动 的定义和特点
非匀速圆周运动是指物体在圆周运 动中速度不断变化的运动。
定义和特性
实验器材：非匀速圆周运动实验装置、测量尺、计时器等 实验设备：实验台、电源、控制箱等 实验器材和设备的作用：用于模拟非匀速圆周运动，测量运动轨迹和时间等参数 实验器材和设备的选择标准：精度高、稳定性好、易于操作和维护
非匀速圆周运动 的实验步骤和操
作
实验步骤
准备实验器材：非匀速圆周运动的实验装置、测量工具等 安装实验装置：按照实验要求将实验装置组装好 开始实验：启动实验装置，观察物体在非匀速圆周运动中的表现 数据记录：记录实验过程中的各项数据，如速度、位移等 结果分析：根据记录的数据分析非匀速圆周运动的特性和规律
圆周运动和向心力的实验探究
实验结果的分析与讨 论
数据展示 结论总结
向心力的实验探究
通过实验方法可以直观地观察和测量向心力的作 用效果，进一步理解向心力的产生机制和影响因 素。实验结果的分析与讨论有助于深入探讨向心 力的物理本质，为进一步研究圆周运动提供重要 参考依据。
● 02第2章 圆周运动的影来自因素实验器材准备与设 置
准备实验所需器材 正确设置实验装置
实验过程操作步骤
按照步骤操作 注意操作细节
实验数据记录方法
记录数据方法 保证数据准确性
数据分析的基本原则
掌握数据分析原则 准确分析数据
● 05
第五章 圆周运动的未解之 谜
圆周运动中的能量守恒问题
01 研究现状
当前关于圆周运动中能量守恒的研究情况
提高数据精度
● 07
第7章 附录
实验数据表格
在本次实验中，我们 记录了实验数据1、 实验数据2和实验数 据3，这些数据将帮 助我们进行圆周运动 和向心力的实验探究。
图表展示
图表1
展示实验结果1
图表3
展示实验结果3
图表2
展示实验结果2
参考文献
期刊论文1
作者1 作者2 发表时间
期刊论文2
作者3 作者4 发表时间
质量对圆周运动的影响
01 影响速度
质量越大，速度越慢
02 影响向心力
质量越大，向心力越大
03 影响加速度
质量越大，加速度越小
半径对圆周运动的影响
影响速度
半径越大，速度越快 半径越小，速度越慢
影响向心力
半径越大，向心力越小 半径越小，向心力越大
影响加速度
半径越大，加速度越小 半径越小，加速度越大
高中物理圆周运动第二节第1课时实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系学案(2021年整理)
高中物理圆周运动第二节第1课时实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系学案(word版可编辑修改)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理圆周运动第二节第1课时实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系学案(word版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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教学课件第1课时实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系知识目标核心素养1.理解向心力和向心加速度的概念。
2。
知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。
3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系,能够用向心加速度公式求解有关问题。
1。
体验向心力的存在，会设计相关探究实验，体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用。
2.培养学生科学思维能力、科学探究和分析问题的能力。
3。
会用圆周运动的知识解决生活中的问题。
一、实验目的1．定性感知向心力的大小与什么因素有关．2．学会使用向心力演示器．3．探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系．二、实验方法：控制变量法三、实验方案1．用细绳和物体定性感知向心力的大小．(1)实验原理:如图1所示,细线穿在圆珠笔的杆中，一端拴住小物体，另一端用一只手牵住，另一只手抓住圆珠笔杆并用力转动，使小物体做圆周运动，可近似地认为作用在小物体上的细线的拉力，提供了圆周运动所需的向心力，而细线的拉力可用牵住细线的手的感觉来判断．图1(2）器材:质量不同的小物体若干，空心圆珠笔杆，细线（长约60 cm)．（3）实验过程：①在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验．②在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变物体的角速度进行实验．③换用不同质量的小物体,在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作．(4)结论：半径越大，角速度越大，质量越大，向心力越大．2．用向心力演示器定量探究（1）实验原理如图2所示,匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动．这时，小球向外挤压挡板,挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力．同时，小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力大小．图2（2)器材：向心力演示器．（3)实验过程①把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，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一样，探究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，探究向心力的大小与半径的关系．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，探究向心力的大小与质量的关系．④重复几次以上实验．(4)数据处理①m、r一定②m、ω一定③r、ω一定④分别作出F向－ω2、F向－r、F向－m的图象．⑤实验结论a．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比．b．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比．c．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比．四、注意事项1．定性感知实验中,小物体受到的重力与拉力相比可忽略．2．使用向心力演示器时应注意：(1)将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故．（2)摇动手柄时应力求缓慢加速，注意观察其中一个测力计的格数．达到预定格数时，即保持转速均匀恒定.一、影响向心力大小因素的定性分析例1如图3所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素．同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)在空气中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力．图3(1）下列说法中正确的是________．A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D．保持质量、角速度不变,增大绳长，绳对手的拉力将增大(2）如图甲，绳离杯心40 cm处打一结点A,80 cm处打一结点B,学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小．操作二:手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小．操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动2周,体会向心力的大小．操作四:手握绳结A,再向杯中添加30 mL的水，使杯在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小．①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：____________________相同，向心力大小与________有关；②物理学中此种实验方法叫________________法．③小组总结阶段，在空中甩动,使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸,感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样"．你认为该同学的说法是否正确，为什么？答案(1)BD（2）①角速度、半径质量②控制变量③说法不对,该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是纸杯,细线的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力，指向圆心．细线对手的拉力与向心力大小相等，方向相反，背离圆心．解析(1)由题意，根据向心力公式，F向＝mω2r,由牛顿第二定律,则有F T＝mω2r;保持质量、绳长不变，增大转速，根据公式可知，绳对手的拉力将增大,故A错误，B正确；保持质量、角速度不变，增大绳长，据公式可知，绳对手的拉力将变大，故C错误，D正确；(2)根据向心力公式F向＝mω2r,由牛顿第二定律,则有F T＝mω2r;操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力大小与质量有关；物理学中此种实验方法叫控制变量法．该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是纸杯,细线的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力，指向圆心．细线对手的拉力与“向心力"大小相等，方向相反，背离圆心．二、影响向心力大小因素的定量研究例2用如图4所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关．图4(1）本实验采用的科学方法是________．A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法（2）图示情景正在探究的是________．A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度大小的关系C．向心力的大小与角速度大小的关系D．向心力的大小与物体质量的关系（3）通过本实验可以得到的结论是________．A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比答案（1)A (2）D (3)C解析(1)在这两个装置中，控制半径、角速度不变,只改变质量，来探究向心力与质量之间的关系,故采用控制变量法，A正确；(2）控制半径、角速度不变,只改变质量，来探究向心力与质量之间的关系，所以D选项正确；（3）通过控制变量法，得到的结论为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，所以C选项正确．例3一物理兴趣小组利用学校实验室的数学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。
圆周运动研究报告
圆周运动研究报告
圆周运动是物体在一个固定点周围作圆周轨迹的运动。
它在日常生活和科学研究中都有着广泛的应用。
本篇报告将分析圆周运动的特点、影响因素以及应用场景。
首先，圆周运动有以下特点：速度大小恒定，方向不断改变；物体在圆周运动中受到向心力的作用；圆周运动的加速度指向圆心；圆周运动的周期与半径成正比；物体在圆周运动中有一个固定的角速度。
圆周运动的影响因素有多个：质量、速度、半径以及向心力。
质量越大，向心力越大。
速度越大，向心力越大。
半径越小，向心力越大。
向心力是物体在圆周运动中受到的合力，它与物体的质量成正比，与速度的平方成正比，与半径的倒数成正比。
圆周运动在生活和科学研究中都有着广泛的应用。
在生活中，汽车、自行车、摩托车等交通工具在行驶过程中都是通过圆周运动来转弯的。
运动员在进行滑冰、滑雪等项目时也需要掌握圆周运动的技巧。
在科学研究中，圆周运动的原理被应用于离心机、圆周加速器等实验装置中。
此外，天体运动也可以被视为一种圆周运动，如行星绕太阳的运动和卫星绕地球的运动等。
总结起来，圆周运动是物体在一个固定点周围作圆周轨迹的运动，具有速度大小恒定、方向不断改变的特点。
圆周运动的影响因素包括质量、速度、半径和向心力。
圆周运动在日常生活和科学研究中都有着广泛的应用，如交通工具转弯、运动员的
技巧以及实验装置和天体运动等。
通过对圆周运动的研究，可以更好地理解和应用这一运动规律。