86 圆周运动中的超重和失重

本实验的难点是测量物体作圆周运动时的视重。除了本书介绍的两种方法外，还可以考虑选用应变片、光敏二极管，差动变压器等传感器件。

方法一

器材 自制演示装置。

演示装置如图(a)所示，图(b)是电路图。

用厚 1—2mm、宽 2cm、长约 50cm 的铁片弯成适当的圆弧形状，轨道两旁各焊上 1.5cm 高的相应形状的铁片为栏，防止小铁球在轨道上运动时出轨。小铁球直径约 1.8cm。凸形轨道起点的弹簧枪，可选用适当的玩具枪；凹形轨道的入口处须让轨道向斜上方适当延长，使小球滚到凹形轨道底部时能显示“超重”现象即可。红、绿灯可分别安装在实验板正面明显的位置。

操作

1. 设法把小钢球静止放置在凸形轨道的最高点，调节螺钉使绿灯恰好发亮，拿掉球，灯即熄灭。再把小钢球放在凹形轨道的最低点，调节螺钉使红灯恰好不发亮，而只要对小球稍加一点向下的压力，灯即发亮。

2. 把小钢球装进弹簧枪，让球以适当的初速度从凸形轨道的起点处沿着轨道射去，当小球通过最高点时，绿灯不发亮。这说明小球到达轨道的最高点时，它对轨道的压力小于其本身的重力，即小球处于“失重” 状态。

3. 让小球从凹形轨道入口处自由滑下，可以观察到小球通过轨道的最低点时，红灯亮了。这说明小球到达轨道的最低点时，它对轨道的压力大于其本身的重力，即小球处于“超重”状态。

方法二

器材 超重失重演示器（J2142 型）。

操作

将凹桥轨道背后的两个插脚插入演示仪板上的两个插孔中，并用螺母紧固，再将活动桥面轨道 2 插入支架插孔中固定好。把钢球放在凹

桥最低点，调节螺母 11 使压力指针指在中央刻度线上，再将记忆指针拨片转动到指针左侧，并使记忆指针靠近压力指针。

1. 让钢球从凹桥轨道右上端处滚下，当球滚到凹桥最低点时，可看到压力指针偏转到中央刻度线之右，并通过拨片带动记忆指针记下它偏移的位置。说明球通过最低点时，对桥的压力大于钢球的重力，即“超重”现象。

2. 取下凹桥轨道，将凸桥轨道插入中并固定好，再将活动桥面轨道4 插入支架插孔中也固定住。把钢球放在凸桥中央，调节螺母 11 使压力计指针向右偏转到满刻度处，此时指针指示值表示球的重力。将记忆指针也转到此位置。

3. 让钢球由固定凸桥右上端处滚下，当球经过凸桥最高点时，可看到压力指针向右偏转不到满刻度处。说明球通过最高点时对桥的压力小于球的重力，即“失重”现象。

1．凹桥轨道 2．活动桥面轨道 3．固定凸桥轨道

4．活动桥面轨道 5．压力指针 6．记忆指针

7．记忆指针拨片 8．插孔 9．可动支承架

10．支架插孔 11．调节螺母和弹簧 12．钢球