質(zhì)點(diǎn)沿圓周運動(dòng),如果在任意相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(cháng)度都相等,這種運動(dòng)就叫做“勻速圓周運動(dòng)”(uniform circular motion)。勻速圓周運動(dòng)是圓周運動(dòng)中,最常見(jiàn)和最簡(jiǎn)單的運動(dòng)(因為速度是矢量,所以勻速圓周運動(dòng)實(shí)際上是指勻速率圓周運動(dòng))。
做勻速圓周運動(dòng)的充要條件是:
1.具有初速度(初速度不為零)
2.始終受到大小不變,方向垂直于速度方向,且在速度方向同一側的合外力。
首先,在確定轉速、圓周半徑都恒定的前提下,驗證向心力與質(zhì)量是不是正比關(guān)系。用來(lái)作對比實(shí)驗的兩物體要經(jīng)過(guò)嚴格配重,并且用天平測量出兩球的質(zhì)量一個(gè)是另一個(gè)的一半,實(shí)驗顯示:測力計所示的向心力隨著(zhù)作圓周運動(dòng)物體質(zhì)量的加倍而加倍,這就證明了向心力與物體質(zhì)量的正比關(guān)系。其次,在保持質(zhì)量、運動(dòng)半徑都恒定的情況下。由于角速度與轉速是正比關(guān)系,所以我們只需要驗證向心力與轉速的平方是不是正比關(guān)系。實(shí)驗時(shí),轉速增加到2倍,從測力計上可以看出,在允許的誤差范圍內,向心力增加到4倍。驗證了向心力跟角速度的平方成正比。最后,在保持質(zhì)量、角速度(或轉速)都不變的前提下,驗證物體進(jìn)行圓周運動(dòng)時(shí)的向心力與圓周的半徑是不是正比關(guān)系。實(shí)驗時(shí),使運動(dòng)半徑增加到2 倍,轉動(dòng)后,從測力計上可以看出向心力也增加到2倍。說(shuō)明向心力與半徑成正比。