十一、验证向心力公式
在这个实验里，我们来验证向心力公式 F = mrω2。
图 10–14 是实验装置的示意图，在滚花部分用手指搓动转轴，使重锤 A 在水平面内做匀速圆周运动，并保持悬线竖直，弹簧水平拉长。这时，重锤做匀速圆周运动的向心力就是弹簧的拉力。（为什么？）
实验时，先称出重锤 A 的质量 m，把它用线绳挂在水平横杆的一端，调整横杆和平衡体 B 的位置，使横杆两边大致平衡。量出重锤的臂长 r，移动指示器 P 的位置，使它在重锰的正下方。在重锤和转轴之间挂上水平弹簧，因而重锤被拉向转轴。
然后，用手指搓动转轴，使重锤转动，并且保持重锤每转一周都从指示器的正上方通过。这时，可以看作重锤在做半径为 r 的匀速圆周运动，测量重锤转 100 圈需要的时间，测量三次，算出其平均时间 t。利用公式 ω = 200π/t（自己推导这个公式）计算出 ω。将实验得到的 m、r 和 ω 代入向心力公式，算出向心力 F。
停止转动后，用测力计钩住重锤，把它水平拉到指示器的正上方，这时测力计测得的拉力 Fʹ 就是重锤做半径为 r 的匀速圆周运动所需的向心力。
把上述的测量数据和计算结果填入自己设计的表中，比较用向心力公式得到的 F 和用测力计测得的 Fʹ 在误差范围是否相等。
分别改变重锤的质量 m、半径 r 和弹簧的倔强系数，重做上述实验，并比较 F 和 Fʹ。
发布时间：2025/11/20 上午9:50:31 阅读次数：57
