本实用新型涉及一种教学仪，尤其是一种向心力大小测量用教学仪，属于教学实验仪器领域。
背景技术：
传统教学中用到的向心力演示仪只能对影响向心力大小的因素进行定性分析，不能定量找出向心力与物体质量、转动半径和转速之间的关系，并定量计算出向心力大小。使探究实验的结果误差很大。
为了便于教学和理解，克服现有实验中，只能定性分析向心力，无法定量计算向心力大小，或计算存在较大误差等问题，目前急需一种结构新颖的用来探究和验证向心力表达式，对向心力进行定性和定量分析的实验教学仪。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提供一种用来探究和验证向心力大小，对向心力大小进行定性和定量分析的实验教学仪，具体方案如下：
一种向心力大小测量用教学仪包括：支架、设于支架上的电机、与电机输出轴相连的带中心孔的转盘、设于转盘上的实验小球、设于转盘下方的配重和电子秤，转盘上的实验小球与牵引绳一端相连，牵引绳另一端穿过转盘的中心孔向下延伸与转盘下方的配重连接，配重置于电子秤上。
进一步地，所述转盘中部设有凹槽，中心孔位于该凹槽中部，实验小球置于凹槽中。
进一步地，所述容纳实验小球的凹槽一侧设有刻度尺，用于测量实验小球中心点至中心孔孔心距离。
所述电机通过导线与带显示器的控制器电连接，且电机为转速可调的常规电机，当电机带动物体做匀速圆周运动时，电机的转速能直接在显示器上显示。
进一步地，所述支架包括水平横梁，分别与水平横梁两端相连的垂直支柱，所述电机及控制器设于水平横梁上。
进一步地，所述实验小球通过活扣与牵引绳上端连接，便于更换不同质量的小球，牵引绳下端通过八字转环与配重连接，避免牵引绳缠绕扭曲。
进一步地，所述电子秤下方设有垫板，通过不同厚度的垫板改变电子秤所在位置高度，进而改变实验小球的旋转半径。
进一步地，所述转盘通过连接件与电机输出轴连接，所述连接件设于转盘上的两个安装孔中，两个安装孔的连线与所述凹槽垂直，便于电机带动转盘做圆周运动，且不影响实验小球运动。
进一步地，所述水平横梁为伸缩式横梁，可根据需要进行伸缩，便于运输。
本实用新型的有益效果如下：
结构紧凑，能较准确地测量出向心力大小、并可研究向心力与转速、转动半径、物体质量的关系，误差小，能很好地实现高中物理教学中定量探究向心力表达式或验证向心力表达式的教学目的。
附图说明
图1是本实用新型的向心力实验教学仪的结构示意图；
图2是图1中的转盘俯视图；
图中，1、支架；1.1、垂直支柱；1.2、水平横梁；2、电机；3、连接件；4、实验小球；5、转盘；6、牵引绳；7、配重；8、电子秤；9、垫板；10、八字转环；11、活扣；12、凹槽；13、刻度尺；14、中心孔；15、安装孔；21、带显示器的控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本实用新型一部分实例，而不是全部的实例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1、2所示，本实用新型提供的向心力大小测量用教学仪包括：支架1、设于支架1上的电机2、与电机2输出轴相连的带中心孔14的转盘5、设于转盘5上的实验小球4、设于转盘5下方的配重7和电子秤8，转盘5上的实验小球4与牵引绳6一端相连，牵引绳6另一端穿过转盘5的中心孔14向下延伸与转盘5下方的配重7连接，配重7置于电子秤8上；
所述转盘5中部设有凹槽12，中心孔14位于该凹槽12中部，实验小球4置于凹槽12中；所述容纳实验小球4的凹槽12一侧设有刻度尺13，用于测量实验小球4中心点至中心孔14孔心距离；
所述电机2通过导线与带显示器的控制器21电连接，且电机2为转速可调的常规电机，当电机2带动物体做匀速圆周运动时，电机2的转速能直接在显示器上显示；所述支架1包括水平横梁1.2，分别与水平横梁1.2两端相连的垂直支柱1.1，所述电机2及控制器21设于水平横梁1.2上；实验小球4通过活扣11与牵引绳6上端连接，便于更换不同质量的小球，牵引绳6下端通过八字转环10与配重7连接，避免牵引绳6缠绕扭曲；电子秤8下方设有垫板9，通过不同厚度的垫板9改变电子秤8所在位置高度，进而改变实验小球4的旋转半径；所述转盘5通过连接件3与电机2输出轴连接，所述连接件3设于转盘5上的两个安装孔15中，两个安装孔15的连线与所述凹槽12垂直，便于电机2带动转盘5做圆周运动，且不影响实验小球4运动；所述水平横梁1.2为伸缩式横梁，可根据需要进行伸缩，便于运输。
所述常规控制器21通过显示器来显示转速或者显示角速度、周期等。
本实施例的使用方式如下：
1、定量探究向心力表达式
使用控制变量法：
A、转速、旋转半径不变，更换不同质量的实验小球4，可研究向心力与质量的关系；
B、实验小球4质量、旋转半径不变，调节不同的转速，可研究向心力与转速的关系；
C、实验小球4质量、转速不变，通过不同厚度的垫板改变电子秤所在位置高度，进而改变实验小球4的旋转半径，且该旋转半径可以通过刻度尺13得出，可研究向心力与转速的关系。
通过以上探究实验得出向心力与小球质量、小球旋转半径、转速的关系，即向心力表达式为：Fn＝m4π2n2r，式中，r为旋转半径、n为转速、m为实验小球6的质量；)
2、验证向心力表达式的正确性：
测量向心力的实际大小与用表达式计算出的理论值进行比较，在误差允许范围内验证向心力表达式的正确性。
测量向心力大小：
将转盘5、连接件3安装于电机2输出轴上，选择合适的垫板9，将电子秤8、配重7依次放于垫板9上，选择合适质量的实验小球4置于凹槽12中，用牵引绳6连接实验小球4和配重7，移动电子秤8，使转盘5的中心孔14到八字转环10之间的牵引绳6垂直并拉紧，通过刻度尺13读出实验小球4球心至转盘5的中心孔14中心点的距离，得到实验小球4做匀速圆周运动的旋转半径，通过电子秤8的“去皮”功能键使电子秤8显示数为0。通过控制器21设定转速，电机2带动转盘5转动时，处于凹槽12中的实验小球4随转盘5转动，待转盘5转动恒定后，实验小球4做匀速圆周运动，产生向心力，该向心力的大小由牵引绳6的拉力体现出来，牵引绳6的拉力直接通过电子秤8上的负数显示出来，利用该负数的绝对值与0.0098相乘，即得到向心力大小的数据。
把实验中测量到的数值代入向心力表达式Fn＝m4π2n2r计算出结果，与实验测量到的向心力大小的数据进行比较，验证向心力表达式的正确性。