某实验小组用如图所示的装置做“探究向心力的大小F与质量m、角速度
和半径r之间的关系”实验。已知挡板A到左侧塔轮的中心距离与挡板C到右侧塔轮的中心距离相等。_______ (填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)。
(2)要探究向心力与质量的关系,应将两个质量不同的小球(均可视为质点),分别放置在_______ (填“挡板A、B” “挡板B、C”或“挡板A、C”)处,将传动皮带套在半径相同的左、右两个塔轮上,匀速转动手柄,若左、右两标尺露出的格子数之比为
,则左、右小球的质量之比为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/074c228ffc7b1e306f8410afe7bc4b5c.png)
(2)要探究向心力与质量的关系,应将两个质量不同的小球(均可视为质点),分别放置在
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更新时间:2024-05-24 00:27:53
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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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(0.85)
【推荐1】某小组利用拉力传感器验证“圆周运动的向心力表达式”,实验装置如图甲所示,拉力传感器竖直固定。一根不可伸长的细线上端固定在传感器的挂钩上,下端系着质量为m的小钢球,钢球静止于A处,其底部固定一竖直遮光片,A处正下方安装有光电门。拉起钢球使细线与竖直方向成适当角度,钢球由静止释放后在竖直平面内运动,得到遮光片通过光电门的遮光时间为△t。重力加速度大小为g:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/25/2470074907082752/2470525635543040/STEM/fd29eb0b-1ce0-40ae-b740-f414874e63bf.png?resizew=520)
(1)用游标卡尺测遮光片宽度d的示数如图乙所示,则其读数为__________ mm,并测得钢球做圆周运动的半径为r;
(2)钢球经过A点时拉力传感器的示数为F,则钢球受到的合力大小F1=F-mg。利用光电门测得此时钢球的速度后,求出钢球经过A点时向心力大小F2=__________ (用m、r、d、△t表示),在实验误差允许范围内通过比较F1、F2是否相等进行验证;
(3)由于测量速度时引起的误差,第(2)问中F1__________ F2(选填“略大于”或“略小于”)。
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(1)用游标卡尺测遮光片宽度d的示数如图乙所示,则其读数为
(2)钢球经过A点时拉力传感器的示数为F,则钢球受到的合力大小F1=F-mg。利用光电门测得此时钢球的速度后,求出钢球经过A点时向心力大小F2=
(3)由于测量速度时引起的误差,第(2)问中F1
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【推荐2】某实验小组为了验证小球所受向心力与角速度、半径的关系,设计了如图甲所示的实验装置,转轴MN由小电机带动,转速可调,固定在转轴上O点的力传感器通过轻绳连接一质量为m的小球,一根固定在转轴上的光滑水平直杆穿过小球,保证小球在水平面内转动,直杆最外边插一小遮光片P,小球每转一周遮光片P通过右边光电门时可记录遮光片最外边的挡光时间,某次实验操作如下:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c98c59cd4749afdd21e73529fc84323.png)
________
。
(2)如图甲所示,安装好实验装置,用刻度尺测量遮光片最外端到转轴O点的距离记为
,测量小球球心到转轴O点的距离记为
。开动电动机,让小球转动起来,某次遮光片通过光电门时光电门计时为t,则小球此时的角速度等于________ 。(用字母d、t、
、
中的部分字母表示)
(3)验证向心力与半径关系时,让电动机匀速转动,遮光片P每次通过光电门的时间相同,调节小球球心到转轴O点的距离
的长度,测出每一个
的长度以及其对应的力传感器的读数F,得出多组数据,画出
的关系图像应该为________。
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(2)如图甲所示,安装好实验装置,用刻度尺测量遮光片最外端到转轴O点的距离记为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/172722d11ea7e01411fa06dbb82f46ee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fbd49bf20f987c05b4d36e31549075c.png)
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(3)验证向心力与半径关系时,让电动机匀速转动,遮光片P每次通过光电门的时间相同,调节小球球心到转轴O点的距离
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fbd49bf20f987c05b4d36e31549075c.png)
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A.![]() | B.![]() | C.![]() |
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【推荐3】用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)本实验采用的科学方法是_______ 。
A.控制变量法 B.累积法
C.微元法 D.放大法
(2)通过本实验可以得到的结果是_______ 。
A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比
(3)如图所示,在验证向心力公式的实验中,质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘,A、B两盘的半径之比为2∶1,a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮,a轮、b轮半径之比为1∶2,当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球①、②受到的向心力之比为( )
A.2∶1 B.4∶1 C.1∶4 D.8∶1
(1)本实验采用的科学方法是
A.控制变量法 B.累积法
C.微元法 D.放大法
(2)通过本实验可以得到的结果是
A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比
(3)如图所示,在验证向心力公式的实验中,质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘,A、B两盘的半径之比为2∶1,a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮,a轮、b轮半径之比为1∶2,当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球①、②受到的向心力之比为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/15/5c309a4d-b8c3-4b00-aad1-0aae51e5c0d8.png?resizew=303)
A.2∶1 B.4∶1 C.1∶4 D.8∶1
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