某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。水平直杆随竖直转轴一起转动,滑块套在水平直杆上,用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接,细绳处于水平伸直状态,当滑块随水平直杆一起匀速转动时,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。
,根据实验数据得到的图像
如图乙所示,图像没有过坐标原点的原因是______ ,滑块到竖直转轴的距离为______ m;
(2)若去掉细线,将滑块置于距离竖直转轴0.125m处,为保证滑块不动,转轴转动的最大角速度为______
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/074c228ffc7b1e306f8410afe7bc4b5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f88ef16b3ff9057ab51f290b287d1ca4.png)
(2)若去掉细线,将滑块置于距离竖直转轴0.125m处,为保证滑块不动,转轴转动的最大角速度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b9f18b941551dede8cbe596f0c9ead6.png)
更新时间:2023-05-03 21:40:31
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【知识点】 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
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【推荐1】某学校新进了一批传感器,小明在老师指导下,在实验室利用传感器探究物体(圆柱体)做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及线速度的关系,圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。实验装置如图甲所示。力电传感器测定的是向心力大小F,速度传感器测量圆柱体的线速度大小v,圆柱体可近似看作质点。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/29/2968697506816000/2970882294693888/STEM/a3a0dc3e-8349-48e3-8f17-638eab10567e.png?resizew=399)
(1)小明同学为了探究向心力跟线速度的关系,需要控制_________ 和_________ 两个变量保持不变;
(2)改变线速度v,多次测量,小明测出了五组v、F数据,
①他利用作图法处理实验数据,请你根据上面数据帮他在图乙中描点并作出F-v2图线。( )
②若圆柱体运动半径r=0.2m,由作出的F-v2图线可得圆柱体的质量m=_______ kg。(结果保留两位有效数字)
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(1)小明同学为了探究向心力跟线速度的关系,需要控制
(2)改变线速度v,多次测量,小明测出了五组v、F数据,
v(m/s) | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
F/N | 0.88 | 2.00 | 3.50 | 5.50 | 7.90 |
①他利用作图法处理实验数据,请你根据上面数据帮他在图乙中描点并作出F-v2图线。
②若圆柱体运动半径r=0.2m,由作出的F-v2图线可得圆柱体的质量m=
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名校
【推荐2】用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度
和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢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,标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/5/9/3234101882847232/3234212736311296/STEM/7d54b5be342041eba79c915f70164533.png?resizew=273)
(1)本实验所采用的实验探究方法与下列实验是相同的___________ 。
A.探究两个互成角度的力的合成规律
B.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)图中所示,两个钢球质量和半径相等,则是在研究向心力的大小F与___________ 的关系。
A.质量m B.半径r C.角速度![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/074c228ffc7b1e306f8410afe7bc4b5c.png)
(3)图中所示,两个钢球质量和半径相等,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
,与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________ 。
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(1)本实验所采用的实验探究方法与下列实验是相同的
A.探究两个互成角度的力的合成规律
B.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)图中所示,两个钢球质量和半径相等,则是在研究向心力的大小F与
A.质量m B.半径r C.角速度
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(3)图中所示,两个钢球质量和半径相等,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
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名校
【推荐3】某实验小组用如图所示装置做了“探究向心力表达式”的实验。
(2)如图(a)所示,长槽上的球2到转轴的距离是球1 到转轴距离的2倍,长槽上的球1和短槽上的球3到各自转轴的距离相等。在探究向心力和角速度的关系实验中,应取质量相同的小球分别放在图(a)中的_______ 处(选填“1和2”、“1和3”或者“2和3”), 若图(b)中标尺上读出左右两处钢球所受向心力大小之比约为1:4,那么如图(c)中左右变速塔轮半径之比R1:R2=_______ 。
A.控制变量法 | B.等效替代法 | C.理想模型法 |
(2)如图(a)所示,长槽上的球2到转轴的距离是球1 到转轴距离的2倍,长槽上的球1和短槽上的球3到各自转轴的距离相等。在探究向心力和角速度的关系实验中,应取质量相同的小球分别放在图(a)中的
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