一、項目背景

高一物理(人教版)第一冊第五章“圓周運動”是教學(xué)的重點和難點之一。在進行向心力教學(xué)時，現(xiàn)行的實驗器材只能定性的研究不能定量的研究。于是筆者自己制作了一個向心力演示器，它能夠比較準確的算出向心力大小。

二、作品原理

本作品是根據(jù)F=mu^{2/r公式測向心力大小。測量工具是家用電子秤，其分度值為10g，筆者用F=mg的公式換算為牛頓。}

三、作品結(jié)構(gòu)

首先構(gòu)建一個整體框架:有上下兩條水平支架，下支架上安裝電動機，電動機上安裝鉆夾頭，夾頭上安裝一個鋁片，用螺絲固定，鋁片一端套上圓環(huán)，圓環(huán)用細繩固定，細繩另一端通過軸承連接其上端支架上固定的電子秤，通過電子秤讀繩子拉力大小，即向心力大小。接通電源時，電機旋轉(zhuǎn)，通過改變半徑，驗證相同轉(zhuǎn)速下向心力的變化。

本作品有以下幾個優(yōu)點:

(1)形象、直觀。學(xué)生可以直接通過儀器讀數(shù)。

(2)操作簡便。本教具在課堂教學(xué)中不需要重新組裝，只要接上普通電源即可進行講解、觀察。

(3)可以通過實驗驗證向心力公式，從而加深學(xué)生對公式的理解和記憶。

該演示器適用于中學(xué)物理向心力教學(xué)演示。

四、制作方法

1. 材料裝備

電動機1個，鉆夾頭1個，圓弧形不銹鋼1塊，長方形不銹鋼3米，電子秤1個，傳感器1個，學(xué)生電源1個。

2. 制作安裝

(1)將不銹鋼管焊接成邊長 40cm的正方形框架，在框架下端焊接圓弧形腳架;

(2)在下端支架上打孔安裝電動機，鉆夾頭和鋁條以及軸承，連接好電路;

(3)在鋁條上安裝圓環(huán)，圓環(huán)用細繩通過軸承與電子秤相連;

(4)在支架上安裝傳感器，用于測量轉(zhuǎn)速。

五、數(shù)據(jù)處理

誤差完全符合教學(xué)儀器誤差在5%以內(nèi)的行業(yè)標準(見表1)。

評委點評

本項目是針對中學(xué)物理實驗中的難點，一直不易進行準確量化研究的內(nèi)容而設(shè)計的，該裝置設(shè)計巧妙，便于操作，直觀性好，精確度較高。

由于解決了長期以來定量研究的困難，其結(jié)構(gòu)簡單，演示直觀，精確度較高，所以具有很好的實用性和推廣價值。

建議進一步完善工藝，使操作更簡便可靠。