1 . 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。

（1）在这个实验中，利用了_______(选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；
（3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1：2，则左、右两边塔轮的半径之比为________。

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）若只要求验证与二者大小是否相等，不要求计算与的大小，则上述测量过程中不需要测量的物理量是________。

4 . 卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O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，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。

（1）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是_________；
（3）待测质量的表达式为________。

5 . 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度ω。旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。

（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为△t，则角速度ω=________；
（2）以F为纵坐标，以________（填“”“”“”或“”）为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；
（3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比________。（填“偏大或偏小”）

6 . 某兴趣小组的同学设计了图（a）所示的装置，用来测量滑块质量（滑块可视为质点）和滑块与水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，不可伸长的细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的挡光时间t，兴趣小组采取了下列步骤：
   
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
②将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直，量出滑块到转轴的距离L；
③控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为和；依次增大转台的角速度，并保证其每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。
回答下面的问题：
（1）滑块匀速转动的线速度可表示为______（用d、t中字母表示）。
（2）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图（b）所示（图中a、b已知），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则物块的质量______、______。（用a、b、L、d、t、g中字母表示）

7 . 如图所示是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验原理图，已知重力加速度为g，某同学设计的部分实验步骤如下：

①用天平测出钢球的质量m；
②将钢球用细线拉起，贴近钢球，在其下方平放一张画有多个同心圆的白纸，使其圆心恰好位于悬点正下方；
③使钢球做圆锥摆运动；
④通过纸上的圆对照得出钢球做匀速圆周运动的轨迹；
⑤用秒表记下钢球运动一圈的时间作为钢球的转动周期T；
⑥用刻度尺测出轨迹的半径R；
(1)以上测量中第⑤步会造成较大误差，应怎样改进______？
(2)钢球所需向心力的表达式F₁=_______（用上述测得的量表示）
(3)该同学又用刻度尺测出细线的长度，则钢球所受合力的表达式F₂=________（用m、g、l、R等表达）；
(4)将测量数据代入F₁、F₂的表达式，发现F₁、F₂近似相等，则说明以上得出的向心力表达式是正确的。

8 . 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”或“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）