B0 21072 向心力演示器使用说明书

一、 概述：
电动向心力演示器通过“转速比”、“向心力比”、“质量比”及“半径比”等演示实验可直接归纳出向心力公式，也可以验证向心力公式。结构简单，操作方便，直观性强，可演示：
（ 1 ）向心力大小和 ω （或V、r,m）有关。
V、 ω-----分别表示物体运动的线速度及角速度
r---------球作圆周运动半径
m---------球质量
（2）m、R一定，向心力正比于ω ² （或V ² ）
（3）m、V一定，向心力正比于r
（4）m、V一定，向心力反比于r
(5)r、 ω（或V）一定，向心力正比于m
（6）利用目测来验证向心力公式

二、 结构及原理：
仪器由机座、电动机、电源线、开关、指示灯、调速器、传动轮、变速盘、旋臂、弹簧、标尺及横臂等部件构成， 见上图。
1.机座   2.变速盘   3.传送带  4.旋臂   5.套筒 6.标尺
7.横臂挡板   8.弹簧    9.变速开关   10.电源开关

电动传动轮使变速盘转动，固定在变速盘上的旋臂和左右两只金属球也随之作圆周运动。金属球作用在横臂上，使横臂压缩变速盘中心的转轴弹簧，弹簧被压缩的格数可从标尺中读出，格数比便显示两金属球向心力大小之比。

三、使用方法：
应用本仪器可能通过归纳法得出向心力公式，具体步骤如下：
1、分析向心力方向
拿一钢球放入短旋臂的横臂挡板内侧。
先不要转动变速盘，用手推小球使横臂压下弹簧，而挡板对小球的作用力，指向圆心即向心力。这向心力使小球不断改变运动方向，作圆周运动。然后接通电源，打开开关，调节变速器使传动轮转动。带动从动轮转动，用实际操作说明，转速越快，向心力越大，小球对挡板的作用力也越大，标尺显示的格数越多。一旦圆周运动停止，向心力立刻消失。
2、演示向心力大小仅和质量、半径、角速度有关。
调整标尺，使二根标尺起点和套筒上口处于同一水平上，皮带放在第一档，转速比为1：1的皮带盘处。让学生清晰地看出转速比1：1时，左盘转一圈，右盘亦转一圈。质量相同的钢球分别放在二个旋臂上半径相等的横臂挡板内侧，然后启动电机，此时，标尺读数始终相等。

F _A / F _B =1 F _A = F _B

F _A -----长旋臂转盘中心轴标尺读数
F _B -----短旋臂转盘中心轴标尺读数
得F=F（m、r、 ω)=F(m、r、V）..................（1）
上式说明向心力仅和作圆周运动物体的质量、半径及角速度（或线速度）有关

3、 演示半径一定，质量一定，向心力和角速度平方成正比
承上：m、r不变，把皮带放在第二档，转速比为 1：2

让学生清晰地观察到转速比，大盘转一圈，小盘转二圈，然后启动电机，此时标尺 读数之比 为1：4，即：

通过该步骤说明在半径、质量一定，向心力与角速度平方成正比（或与线速度平方成正比），

F ∞ ω ² （或V ² ） ..................（2）

4、演示角速度、半径一定，向心力和质量成正比

承上：把皮带放在皮带盘第一档，转速比1：1处，r一定，长旋臂铁球换上质量相同的钢球，此时， 向心力和质量成正比。
即F ∞m ..................（3）

5、演示角速度一定，质量一定，向心力和半径成正比。
皮带仍然放在第一挡皮带盘处，转速比为1：1，将长旋臂上铁球由第一档板内侧移至第二挡板内侧。

四、注意事项：
1、实验前要作好横臂支架安全检查，螺钉是否有松动。
2、标尺格数比应选择最小格数进行，使学生容易看清格数比。如： F ₁ ： F ₂ =1:4格，  也 可选择2：8格。最好选择1：1格进行比例，一边4格达到，另一边1格自然达到。
3、做完实验之后，金属球表面涂上油脂以防生锈。
4 、速度不要太快。

配备清单：向心力演示器一个、12V电源、32mm钢球两个、32mm铝球一个、说明书、 合格证。