今日实验：验证向心力的表达式（来源：人教版高中物理必修二第五章）

课本知识：“做匀速圆周运动的物体具有向心加速度。根据第二定律，产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力。这个合力叫向心力。

把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得向心力的表达式

一、实验材料

电脑1台（Logger Pro软件），采集器LabQuest 2或LabQuest mini 1个，威尼尔向心力套件（CFA）1套，威尼尔双范围力传感器（DFS-BTA）1个，威尼尔光电门（VPG-BTD）1个。

[注释：1、滑轮导轨，2、旋转梁，3、砝码座，4、双范围力传感器支架，5、光电门支架，6、滑轮支架，7、旋转头配件]

二、实验步骤

1、组装好的实验装置如下图：将双范围力传感器（本实验中力传感器选择±10N量程比较适合）、光电门通过采集器连到电脑。采集前调平装置。

2、点数据采集按钮，采集模式为“基于时间”。

3、开始采集，共做三组实验：150g砝码8cm半径、150g砝码16cm半径、250g砝码16cm半径（每次固定砝码座和滑动砝码座分别放入等量的砝码，改变砝码座在旋转梁的位置来改变旋转半径），点采集按钮后，转动旋转梁，并分别保留数据。

(实验视频截图）

4、收好器材，整理实验桌。

三、实验分析 

由以上数据图、数据表可以很明显地看出，向心力与角速度平方成正比、与质量成正比、与半径成正比。

四、问题分析

1、仪器的基本测量量是角速度，软件必须依据角速度（v=wr）来计算切向速度，所以用户必须提供一个附加的半径信息。

2、转动旋转梁时力度不能太大，不但影响测量值，且砝码可能飞出，可在砝码座绑橡皮筋。因此，此实验选取质量大一些的砝码，容易做出好看的曲线。

3、半径大小以旋转梁中心到砝码座中心计。

五、装配提示

将旋转头配件中末端的圆环从下面穿过旋转梁中间附近的滑轮导向器，连接这个圆环到滑动砝码座（滑动砝码座就会在旋转梁的右侧），将旋转头配件中末端的螺丝从上方穿过框架顶部的中间滑轮，然后再穿过框架右侧的滑轮，最后连到双范围力传感器（如果有需要，实验前用100g砝码校准双范围力传感器），将光电门安装在光电门支架上。有时用户也会用到框架左侧的滑轮。