郭家丰 唐兴华

(厦门实验中学 福建 厦门 361026)

1 引言

在高中物理必修二探究影响向心力大小的因素时，我们使用了控制变量法，借助向心力演示仪(图1)探究出向心力与质量成正比，与角速度的平方成正比，与半径成正比.在国际制单位下，我们和学生说明关系式F∝mω2r中，比例系数为1，得到F=mω2r.但在验证的过程当中缺少了定量推导，让学生直观看到向心力的确是等于三者的乘积.我们可以由牛顿第二定律得到：F=ma，那么向心力与物体的质量和向心加速度成正比，我们只要得到向心加速度和角速度以及半径的定量关系就可以验证向心力与三者之间的定量关系.

图1 向心力演示

为了利用Phyphox软件实现定量分析，教师可以带领同学们自制实验仪器，培养学生们的科学核心素养.

2 实验原理和实验仪器的制作

本文通过牛顿第二定律得到，向心力与物体质量和向心加速度成正比，那么我们可以通过探究向心加速度与角速度、半径的定量关系得到向心力与质量、角速度、半径三者之间的定量关系.

Phyphox软件是利用手机上内置的传感器进行物理数据测量的一款APP(图2)，该软件可以准确地测量出手机实时的向心加速度和手机转动的角速度，并作出a-t图和ω-t图，并将a和ω的关系拟合在同一个坐标系中.最后我们可以通过软件导出数据进行定量分析.

图2 Phyphox软件

实验道具需满足带动手机做圆周运动的本领，同学们想到了用硬塑料做一个圆盘，并在圆盘上面做卡槽……