14. 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图(
a)所示。图(
b)是演示器部分原理示意图:其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。
A、
B、
C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图(
a)中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为2
m的球Ⅰ和球Ⅱ,质量为
m的球Ⅲ。
(1)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系,实验时应将皮带与轮①和轮
________相连,同时应选择球Ⅰ和球
________作为实验球;
(2)若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连,这是要探究向心力与
_________(填物理量的名称)的关系,此时轮②和轮⑤的这个物理量之比为
_____________,应将两个实验球分别置于短臂
C和长臂
_________处;
(3)本实验采用的实验方法是
_________,下列实验也采用此方法的是
_________;
A.探究平抛运动的特点
B.验证机械能守恒定律
C.探究加速度与力和质量的关系
D.探究两个互成角度的力的合成规律
(4)如图(c)所示,一根细线穿过水平台面中间的小孔,它的一端系一小球,另一端挂一钩码。给小球一个初速度,使小球在细线的作用下恰好在水平台面上做匀速圆周运动。不考虑球与台面间的摩擦。某时刻,在碰到台面上一根固定钉子后,细线断了。用本探究实验所得到的结论解释线断的原因:细线碰到钉子时,小球
__________。
A.速度变大,所需向心力增大
B.速度减小,所需向心力减小
C.速度不变,所需向心力增大
D.角速度不变,所需向心力减小