实验十二向心力研究

实验器材

朗威DISLab数据采集器、光电门传感器、力传感器、DISLab向心力实验器、计算机。

实验装置

如图12-1。

图12-1 向心力研究实验装置

实验操作

1．将光电门传感器和力传感器固定在朗威DISLab向心力实验器上，光电门传感器接入数据采集器第一通道，力传感器接入第二通道。

2．点击教材专用软件主界面上的实验条目“向心力研究”，打开该软件。

3．将挡光杆的直径（挡光宽度）、挡光杆到旋臂轴心的距离、第一次实验时砝码的运动半径（砝码重心到旋臂轴心的距离）和砝码质量输入表格相应位置。

4．点击“开始记录”，保持旋臂静止不动，对传感器进行软件“调零”。拨动旋臂使之做圆周运动，挡光杆每次通过光电门传感器，系统自动记录下砝码的向心力值F并计算出此时的角速度ω。随着旋臂转速逐渐减慢，软件窗口上方的坐标系内将显示自右上方至左下方分布的一组F-ω数据点。

5．点击“停止记录”，对数据点进行分析。分别点击“一次拟合”、“二次拟合”，得出两条拟合图线（图12-2）。观察可见，二次拟合图线与数据点的分布非常接近，可推断F-ω之间是二次方关系。点击“F-ω²图像”，对数据点进行“一次拟合”，得到拟合曲线（图12-3），观察曲线后可推断F-ω²之间是正比例关系。