离心力演示实验报告

物理与电子工程学院课程名称:物理演示实验

实验名称:离心力电演示报告

班级:11物一

姓名及学号:朱小玲(1112010142)

高洪(1112010105)

主讲老师：刘韬容

离心力演示实验

实验目的:

演示惯性离心力效应

实验装置:

离心力演示仪

导入:

在我们的日常生活中，我

们接触过、走过各式各样的

路，但是，你们发现道路拐弯

处有什么不一样吗?其实道路

转弯处都是外侧比内侧高，这

样的设计，总是会有原因的，

这个，就涉及到我们这节课要

讲的内容，离心力演示实验。

实验演示:大家请看这里,这

个离心力演示仪是一个圆柱

形仪器，中间有一个细柱，细

柱穿过一段闭合的硬塑料带

上的两个正对小孔，塑料带的一段固定,一端可以自由移动，当静止时，系统为一个竖直平面的圆。现在,我们接通接通电源。按下启动开关，你们觉得会有什么样的现象呢?我们看到，电机开始旋转，圆环塑料带也随之转动，注意观察圆环形状。当旋转速度增大时，可以看到塑料带的自由端延细柱向下运动，整个塑料带变成旋转的椭圆形状。现在我松开电源按钮开关，圆环又恢复了原状，同学们觉得这是什么原因呢？

实验原理:

离心力是一个惯性力，实际上是并不存在的。当物体圆周运动时,就会受到向心力的作用,它既可以由某个力单独提供,也可以是多个力的合力,它迫使物体的运动方向发生变化,它的方向指向圆心.用牛顿运动规律来看,则物体必然还受到一个惯性离心力的作用,该力与向心力大小相等,方向相反,从而使物体在转动参照系中处于平衡状态.也就是我们要研究的离心力.当启动仪器时，塑料带各部分均作水平方向的圆周运动，所需要的向心力由临近部分的塑料小段的拉力的径向分力提供。并且,由可知,在圆环”赤道”区域,做圆周运动的半径最大,所以其惯性离心力也最大,在两极则无惯性离心力,随着圆环塑料带转速的加快,作用在圆环塑料带上的惯性离心力迫使环壁向外拉,圆环克服弹性力逐渐变扁变成旋转的椭圆形状。停止转动后,由于不再受惯性离心力,于是在弹性力作用下恢原状.

拓展:

当我们把塑料带上端也固定了再进行实验，结果会怎么样呢？我们会发现，塑料带圆环难以形成旋转的椭圆形状，因而无法探究实验结果，这是因为上端固定了，上端对塑料带有一个拉力，惯性离心力无法在向外拉塑料环时使得塑料带发生很明显的形变。

应用:

其实,应用离心力的例子在生活中非常多,比如洗衣机, 棉花糖制作机

洗衣机的甩干部分、大型游乐机等,而我们前面说到的道路拐弯处的设计,就是离心力的巧妙运用.当车辆转弯时需要很大的向心力,若向心力不足,车辆就会滑出原来的轨道而发生交通事故,道路转弯处外侧比内侧高时,可以让一部分地面支持力提供向心力,保证行车安全,并且车辆转弯时,也会减速,以降低惯性带来的离心力,减少车祸的发生.

思考与讨论:

实验仪器中塑料带的选取有什么样的要求？

答：塑料带需要弹性比较好的，容易发生形变，有助于实验现象的观察，并且塑料带不适合用质轻的，要有一定的重量，由知道，质量越大惯性离心力也会越大。

2，做圆周运动的物体，当向心力突然消失，或者说向心力远小于惯性离心力时，会有什么样的现象？

答：物体会做偏离原来的轨道做离心运动，或许沿着切线方向，或者圆周之间的某条曲线，离圆心越来越远。