关于此实验
由于速度包含方向，即使速率保持不变，物体也可能加速。将一个质量块放在圆形轨道上，查看指向圆心的力箭头和沿切线方向的速度箭头。改变角速度、质量和半径，比较所需的向心力。
学习目标
- 控制其他变量不变，探究角速度如何影响切向速度。
- 使用图表和数值读数来检验预测。
- 说明物理假设，以及该模型不再适用的情况。
使用方法
- 1将质量设为 1 kg、半径设为 2 m、角速度设为 2 rad/s。确认结果为 8 N。
- 2保存曲线，并在角速度保持不变的情况下将半径加倍。比较力的大小。
- 3将角速度加倍。为什么力会增加到四倍？
- 4拖动时间，让物体沿圆周运动。确认力始终指向圆心，而速度始终沿切线方向。
模型
假设
- 轨迹为半径和角速度均恒定的圆形。力的读数表示所需的指向圆心的合力。
- 图示按比例缩放半径，并用示意箭头表示方向。它没有对提供该力的机制进行建模。
在课堂上试试这个实验
- Q1这里为什么半径增大时力也增大，而 F = mv²/r 却表明力会减小？
- Q2如果移除向内的力，运动会发生什么变化？
常见问题
向心力是一种额外的力吗？
不是。它指的是向内的合力。张力、重力、摩擦力或其他相互作用都可以提供这种力。
角速度为零时会发生什么？
物体处于静止状态。速率、加速度、力和频率均为零；周期则为无穷大。