卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,在这种环境中无法用天平称量物体的质量。于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置(图中为光滑的小孔)来间接测量物体的质量∶给待测物体一个初速度,使它在水平桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具(弹簧秤、秒表、刻度尺)。
(1)物体与桌面间___________ (选填“有”或“没有”)摩擦力,原因是__________________ 。
(2)假设实验时测量并计算出了周期为,还需要测量的物理量是_________ 和________ 。(写出待测物理量并用相应字母表示)
(3)待测质量的表达式为_____________ 。(请用和你测量出的物理量字母表示)
(1)物体与桌面间
(2)假设实验时测量并计算出了周期为,还需要测量的物理量是
(3)待测质量的表达式为
更新时间:2021/07/10 17:02:01
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【知识点】 通过牛顿第二定律求解向心力
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【推荐1】人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。为了在这种环境测量物体的质量,某科学小组设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔):给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动。设卫星中具有基本测量工具。
(1)实验时物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是___________ ;
(2)实验时需要测量的物理量有:圆周运动周期T、___________ 及___________ ;
(3)待测质量的表达式为m=___________ 。(用上小题中的物理量表示)
(1)实验时物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是
(2)实验时需要测量的物理量有:圆周运动周期T、
(3)待测质量的表达式为m=
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【推荐2】某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了“向心力与线速度关系”的探究,将小球用质量不计的细线系于固定在铁架台上的力传感器上,小球的下端有一宽度为d的很短的遮光片,测得小球的直径为D、线长为L,重力加速度用g表示。
请回答下列问题:(1)游标卡尺测量遮光片的宽度为d,如果遮光片经过光电门时的遮光时间为t,则小球通过光电门时的速度为v=___________ ,向心加速度______ 。
(2)小球通过光电门时力传感器的示数为,改变小球释放点的高度,多次操作,记录多组、的数据,作出的图像,如果图线的斜率为,则小球(含挡光片)的质量为______ 。(用已知物理量的符号表示)。
(3)如上操作,结果发现向心力的理论值总大于F,则主要原因是 。(填选项前字母)
请回答下列问题:(1)游标卡尺测量遮光片的宽度为d,如果遮光片经过光电门时的遮光时间为t,则小球通过光电门时的速度为v=
(2)小球通过光电门时力传感器的示数为,改变小球释放点的高度,多次操作,记录多组、的数据,作出的图像,如果图线的斜率为,则小球(含挡光片)的质量为
(3)如上操作,结果发现向心力的理论值总大于F,则主要原因是 。(填选项前字母)
A.小球的质量偏大 | B.小球不是由静止释放的 |
C.测量的速度大于小球实际速度 | D.小球运动过程中受阻力的作用 |
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【推荐3】某同学用向心力演示器探究向心力大小的表达式,实验情景如图中A、B、C所示,其中球的尺寸相等、只有B情景皮带两端塔轮的半径不相等。(1)三个情景中______ 是探究向心力大小F与质量m关系(选填“A”、“B”或“C”)。
(2)在B情景中,若左右两钢球所受向心力的比值为9∶1,则实验中选取左右两个变速塔轮的半径之比为______ 。
(3)另一同学运用小球竖直平面做圆周运动,经过最低点时需要的向心力与提供的向心力是否相等来验证向心力大小的表达式,实验装置如图所示。已知当地重力加速度为g,主要实验步骤如下:
①用天平测出小钢球的质量m,用游标卡尺测出小钢球直径d;
②轻质细线一端与小钢球相连,另一端固定在拉力传感器上,并测出悬挂点至球心的距离L,小球静止时光电门的光正好对准小球的球心处;
③将小钢球拉到适当的高度处释放,测出小钢球通过光电门的时间t,则此时小钢球向心力表达式可表示______ (用题中字母表示);
④读出力传感器示数的最大值,则向心力还可表示为______ (用题中字母表示);
⑤对比和的大小,可得出结论。
(2)在B情景中,若左右两钢球所受向心力的比值为9∶1,则实验中选取左右两个变速塔轮的半径之比为
(3)另一同学运用小球竖直平面做圆周运动,经过最低点时需要的向心力与提供的向心力是否相等来验证向心力大小的表达式,实验装置如图所示。已知当地重力加速度为g,主要实验步骤如下:
①用天平测出小钢球的质量m,用游标卡尺测出小钢球直径d;
②轻质细线一端与小钢球相连,另一端固定在拉力传感器上,并测出悬挂点至球心的距离L,小球静止时光电门的光正好对准小球的球心处;
③将小钢球拉到适当的高度处释放,测出小钢球通过光电门的时间t,则此时小钢球向心力表达式可表示
④读出力传感器示数的最大值,则向心力还可表示为
⑤对比和的大小,可得出结论。
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