离心现象

方法一

器材 惯性小汽车或玩具小汽车,长约 10cm、直径为 2—3mm 的铜丝(或铁丝),直径约 2cm 的圆盘(如半导体收音机电位器上配用的小拨盘或棋子)等。

玩具汽车的改装方法

在车身下底面的铁皮上焊接铜丝,并让铜丝在原车头的一端向外伸出一段(约 6cm)。将小圆盘中心开孔套进铜丝后,把这段铜丝变折成“L” 形,使小圆盘成为轮子,如图(a)。然后把玩具车正放在木板上,将铜丝略微下变使原车的两个前轮被架空,不再同板面接触。这样,演示时小圆盘便成为“导向尾轮”,而原车的两个尾轮(驱动轮)就变为前轮了

(图 b)。

离心现象 - 图1

操作

  1. 保持“导向尾轮”和车身前部的两个驱动轮平行,可看到车子启动后作直线运动。

  2. 把“导向尾轮”偏转一个较小的角度(如 20°),以较小的速度启动车子,可看到车子平稳地作圆周运动。

  3. 导向尾轮的方向不变,以较大的速度启动车子,可看到车子向外侧翻倒,说明在半径不变时,速度越大,惯性离心力越大。

  4. 把“导向尾轮”偏转一个较大的角度(如 40°),以较小速度启动车子,也可看到车子向外侧翻倒,说明当速度不变时,半径越小,惯性离心力越大。

方法二

器材 离心轨道(J2134 型)。

操作

将离心轨道放在水平桌面上(如图),让钢球从轨道的最高点由静止开始滚下,可看到球能顺利地通过圆环的最高点而不会坠下,说明作圆周运动的物体具有离心现象。

离心现象 - 图2

  1. 逐步降低小球运动起始点的高度,可看到当它小于某一值时,球就不能达到和通过圆环的最高点,而在到达最高点之前某一点就脱离了轨道。这说明作圆周运动的物体所受的惯性离心力与它的速度有关,当半径不变时,速度越小,惯性离心力越小。