组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
题型:实验题 难度:0.85 引用次数:441 题号:11495522
图是向心力演示仪的示意图,匀速转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由长槽及短槽上的挡板6对小球的弹力提供,该力的大小通过挡板的杠杆使弹簧测力筒7下降,从而露出标尺8,因此标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。长槽上A挡板距左转轴的距离与短槽上B挡板距右转轴的距离相等。A'挡板距左转轴的距离是A挡板距左转轴距离的两倍。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上(已知塔轮2由上到下,圆盘半径分别为6.00cm、8.00cm、9.00cm;塔轮3由上到下圆盘半径分别为6.00cm、4.00cm、3.00cm),可改变两个塔轮的转速比,以探究圆周运动向心力大小的影响因素。图中甲、乙、丙是用控制变量法探究小球所受向心力大小与小球质量、小球转动角速度和转动半径之间关系的实验情境图,所用钢球质量相同,钢球质量大于铝球质量。其中:

(1)探究小球所受向心力大小与小球质量之间关系的是图中的______(选填“甲”、 “乙”、 “丙”);
(2)探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系的是图中的______(选填“甲”、 “乙”、 “丙”);

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【推荐1】某物理兴趣小组利用传感器进行探究,实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起转动,将滑块套在水平直槽上,用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时,细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得,滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

(1)小组同学先让一个滑块做半径r的圆周运动,得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变,再将运动的半径r分别调整为,在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。

(2)对①图线的数据进行处理,获得了图像,如图乙所示,该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是________
(3)对5条图线进行比较分析,得出一定时,的结论。请你简要说明得到结论的方法_______
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【推荐2】我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍,长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动,横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,两标尺上的红白相间的等分格数的比值显示出两个球所受向心力的比值。

(1)在这个实验中,我们采用了___________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系:
(2)研究向心力和角速度的关系时,应物传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上。将质量___________(选填“相同”成“不相同”)的小球分别放在挡板___________(选填“A”或“B”)处和挡板C处。
2021-06-25更新 | 147次组卷
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【推荐3】用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。
   
(1)在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时,用到的实验方法是______
A.理想实验法       B.控制变量法       C.等效替代法       D.演绎推理法
(2)通过本实验的定性分析可以得到:在小球质量和运动半径一定的情况下,小球做圆周运动的角速度越大,受到的向心力就越______(填“大”或“小”);
(3)在某次探究实验中,当两个相同小球转动的半径相等时,图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为,由此表达式可求得与皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为______
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