力学
圆周运动
小球以恒定半径绕行：杆的张力即向心力（F = m·v²/r），始终指向圆心。在小球上放置计时器可读出其绕行周期。
圆周运动——交互式力学模拟。小球以恒定半径绕行：杆的张力即向心力（F = m·v²/r），始终指向圆心。在小球上放置计时器可读出其绕行周期。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
匀速圆周运动
物体以恒定速率沿圆周运动时，速度方向持续改变，因此始终具有指向圆心的加速度。
即使速率不变，向心加速度也指向圆心。对于系在杆上的小球，杆提供向心力，使路径弯成圆形。
- 向心加速度 a_c = v²/r
- 向心力 F_c = mv²/r
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
杆上的球以恒定的速度绕固定的中心枢轴运行。如果在保持半径不变的情况下增加球的轨道速度，那么一整圈的时间（周期）会变长、变短还是保持不变？
预测权重
- 周期变长（每圈需要更多时间）。
- 周期保持不变（速度不影响周期）。
- 周期变得更短（每圈花费的时间更少）。
可变角色
您设置的内容：
- 质量 m (kg)
- 半径r (m)
- 轨道速度v (m/s)
您测量的内容：
- 向心力 F = mv²/r (N)
- T 时段（1 圈） (s)
调查如何进行
- 打开圆周运动预设。记下杆的长度（轨道半径）和球的质量，并确认重力已关闭 - 仅杆提供了使路径弯曲的力。
- 确认速度探头已连接到球上，并将计时器放在球上，以便您可以计时一整圈。
- 对于下面的每个试验，设置球的质量、杆长度（半径）及其初始切向速度，然后按“播放”并计时一整圈。
控制方程
向心力 — F = m·v² / r
杆必须提供向内的力，以保持球沿圆周而不是直线移动。它取决于球的质量、（恒定）轨道速度和圆的半径——这是您在每次试验设置下在杆中感受到的张力。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，展示您根据您设置的半径和速度 (T = 2πr/v) 计算周期的工作，并将其与模拟中计时器的读数进行比较。
- 在您的三个试验中，以固定半径增加速度如何改变周期？以固定速度增加半径如何改变周期？使用 T = 2πr/v 解释两者。
这在实验室之外的地方表现出来
- 此预设会关闭重力，使运动真正均匀。如果重力重新打开并且杆仍然沿着水平圆周运动，球的速度会在整圈中保持恒定吗？为什么或为什么不呢？
- 真正的绕轨道运行的物体（如用手摆动的绳子上的球）每转一圈都会因空气阻力和枢轴损失一点能量。您是否希望其测量的周期在许多圈内保持完全恒定，或者漂移 - 朝哪个方向？
- AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- 欢迎学习圆周运动
- 选择小球
- 点击播放
- 持续转向
- 打开数据
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。