组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 曲线运动 > 圆周运动 > 向心力 > 通过牛顿第二定律求解向心力
题型:实验题 难度:0.85 引用次数:255 题号:7045004
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.设卫星中具有弹簧秤、刻度尺、秒表等基本测量工具.

(1)实验时物体与桌面间的摩擦力__________(填可以不可以”) 忽略不计,
(2)实验时需要测量的物理量有_______________   
(3)   待测质量的表达式为m=   ___________________ .(用上小题中的物理量表示)
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【推荐1】如图所示为研究曲线运动的实验装置,在光滑水平桌面中间O处有一转轴,转轴上安有力传感器,力传感器与一根不可伸长的轻绳连接,轻绳另一端拴着一小物体,小物体可视为质点。现让小物体绕转轴O做匀速圆周运动,小物体刚运动到A点时,令绳子断裂,然后经过桌面边缘B点飞出做平抛运动,落到沙坑中的D处,AB与桌面边缘垂直。不计空气阻力,重力加速度为g

(1)沙坑平面到桌面间的距离为hD点到桌面边缘B点正下方的距离为x,小物体离开桌面时的速度_________
(2)测出小物体质量为m,做匀速圆周运动时小物体到O点间的距离为r,请推导出小物体做匀速圆周运动时力传感器的示数F的表达式_________
(3)使桌面部分存在摩擦,保持力传感器F读数不变,细绳仍然在A点断裂,则D点到桌面边缘B点正下方的距离x_________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
2023-04-27更新 | 250次组卷
实验题 | 较易 (0.85)
名校
【推荐2】用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。细线下端悬挂一个小钢球,上端固定在铁架台上;将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,钢球静止时正好位于圆心;用手带动钢球,设法使它做匀速圆周运动的轨迹竖直投影在纸上的某个圆,如图所示。完成测量:用天平测小钢球的质量m;用直尺测钢球做匀速圆周运动的轨道半径r和钢球距悬点的竖直高度h,用秒表测量钢球运动n圈经过的时间t。重力加速度为g。回答下列问题:

(1)根据牛顿第二定律,钢球做匀速圆周运动时的向心力计算式为________
(2)分析钢球受力,可得钢球所受合力近似为。该式计算的结果与真实值相比________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。
(3)若只要求验证二者大小是否相等,不要求计算的大小,则上述测量过程中不需要测量的物理量是________
2023-05-05更新 | 402次组卷
实验题 | 较易 (0.85)
【推荐3】下图为研究向心力与哪些因素有关系的实验装置。图中A所指的装置为挡光片,O所指的为装置的转动轴,B所指的为做圆周运动的重锤。
(1)实验中使用的传感器分别光电门传感器和___________传感器。
(2)已知挡光片的宽度为d,经过光电门的遮光时间为t,为了测量转动的角速度,还需要测量___________的距离。(选填“AO”、“BO”或“AB”)
(3)在保持重锤质量m和转动半径r一定的情况下,测出不同情况下的F值,拟合出的图像为过原点的直线。据此可得出结论:___________
(4)要想再得出的关系,需在保持相同的情况下,测出不同r情况下的F值,描出的图像得出结论。
2022-04-25更新 | 173次组卷
共计 平均难度:一般