旋转木马是一个展示匀速圆周运动中向心力作用的经典物理模型。当木马旋转时,悬挂绳索会向外偏转一定的角度。
物理原理:摆锤受到重力和绳子拉力的共同作用。这两个力的合力指向旋转轴心,即为向心力。偏转角度的大小取决于旋转的角速度和绳长。
实验指南
- 观测模式:
• 旋转木马:观看 3D 模拟效果。
• 受力分析图:在 3D 模型中显示受力矢量。
• 原理图:在 2D 侧视图中进行精确的受力分析。
• 数值:查看频率、角速度、半径、速度及各力的大小。
- 参数设置:调整旋转周期、悬挂点位置、绳长和质量。输入后按 回车键 (Enter) 确认。
- 物理分析:观察当旋转周期减小时(角速度增大),偏转角度和向心力如何变化。