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1 . 某实验小组探究“向心力大小与质量、半径和角速度的关系”,实验装置如图甲所示,小球放在光滑的旋转杆上,通过细绳与拉力传感器相连,当小球和旋转杆被电动机带动在水平面内一起旋转时,控制器的显示屏能显示出小球的质量m、转动半径r、转动角速度和细绳拉力F的大小。该小组分别改变小球质量、转动角速度和半径进行了三组实验,为其中的一组实验数据。
(1)本实验采用了______________ 的物理思想方法;
(2)由数据可得到的实验结论为:当质量m和半径r一定时,___________________ ;
(3)数据表中第2次实验向心力应为_________ N(保留两位小数)。
小球质量() | 转动半径() | 角速度() | 向心力() |
0.2 | 0.2 | 1.57 | |
0.2 | 0.2 | ||
0.2 | 0.2 | 14.14 | |
0.2 | 0.2 | 25.16 |
(1)本实验采用了
(2)由数据可得到的实验结论为:当质量m和半径r一定时,
(3)数据表中第2次实验向心力应为
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2 . 下面三图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置:转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,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,标尺上的红白相间的等分格就能显示出两个球所受向心力的比值(1)图甲探究的是向心力与质量之间的关系,图乙探究的是向心力与角速度之间的关系,图丙探究的是向心力与半径之间的关系,这种探究用到的方法是_____________
(2)图甲中,左右两边露出的标尺分别是2格和4格,则左右两边所放小球的质量比为:_____________ 图乙中,左右两边露出的标尺分别是1格和9格,则左右两边所放小球的转动的角速度之比为:_____________
(3)另有一实验小组通过如甲所示装置进行实验。质量为m滑块套在水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。力传感器通过细绳连接滑块,用来测量向心力F的大小。滑块上固定一宽度为d的遮光片,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块质量m和r保持不变,某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为,则角速度__________ 。
(2)图甲中,左右两边露出的标尺分别是2格和4格,则左右两边所放小球的质量比为:
(3)另有一实验小组通过如甲所示装置进行实验。质量为m滑块套在水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。力传感器通过细绳连接滑块,用来测量向心力F的大小。滑块上固定一宽度为d的遮光片,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块质量m和r保持不变,某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为,则角速度
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3 . 用如图所示的演示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ω和半径r之间的关系,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内小球也随着做匀速圆周运动,横臂的挡板对球的弹力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值,请回答相关问题:(1)在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时,用到的实验方法是_____________。(填正确答案标号)
(2)在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置,A、C到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上,匀速转动手柄,观察左右标尺露出的刻度,左边标尺露出4格,右边标尺露出1格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_____________
(3)在(2)、的实验中,其他条件不变,若增大手柄匀速转动的速度,则符合实验实际的是:左右两标尺的示数将_____________ 选填“变大”、“不变”或“变小”),两标尺示数的比值将_____________ (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
A.微元法 | B.等效替代法 | C.控制变量法 | D.理想化模型法 |
(2)在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置,A、C到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上,匀速转动手柄,观察左右标尺露出的刻度,左边标尺露出4格,右边标尺露出1格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为
(3)在(2)、的实验中,其他条件不变,若增大手柄匀速转动的速度,则符合实验实际的是:左右两标尺的示数将
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4 . 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图(a)所示。图(b)是演示器部分原理示意图:其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图(a)中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为的球Ⅰ和球Ⅱ,质量为m的球Ⅲ。(1)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系,实验时应将皮带与轮①和轮______ 相连,同时应选择球Ⅰ和球______ 作为实验球;
(2)若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连,这是要探究向心力与______ (填物理量的名称)的关系,此时轮②和轮⑤的这个物理量之比为______ ,应将两个实验球分别置于短臂C和长臂______ 处;
(3)下列实验与本实验方法相同的是______
(2)若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连,这是要探究向心力与
(3)下列实验与本实验方法相同的是______
A.探究平抛运动的特点 | B.探究弹簧形变量与力的关系 |
C.探究加速度与力和质量的关系 | D.探究两个互成角度的力的合成规律 |
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5 . 用如图所示的实验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ω和半径r之间的关系,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力。(1)本实验采用的科学研究方法是___________(填字母代号);
(2)上图在研究向心力的大小F与___________ 的关系(填“m”、“ω”、“r”)。
(3)在某次实验中,小珊同学匀速转动手柄时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4个格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为___________ 。
A.控制变量法 | B.等效代替法 | C.理想实验法 |
(2)上图在研究向心力的大小F与
(3)在某次实验中,小珊同学匀速转动手柄时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4个格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为
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6 . 某实验小组用如图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上,竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动,套在水平直杆上的滑块,通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片,光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。(1)本实验主要用到的科学方法与下列哪个实验是相同的______;
(2)若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r,测得遮光片的挡光时间为,则滑块的线速度表达式为______ (用、d、R、r表示);
(3)实验小组保持滑块质量和运动半径不变,探究向心力F与线速度的关系时,以F为纵坐标,以为横坐标,根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示,已测得遮光片的宽度,遮光片到竖直转轴的距离,滑块到竖直转轴的距离,则滑块的质量______ kg。
A.探究小车速度随时间变化规律 |
B.探究加速度与物体受力、物体质量的关系 |
C.探究两个互成角度的力的合成规律 |
D.探究平抛运动的特点 |
(2)若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r,测得遮光片的挡光时间为,则滑块的线速度表达式为
(3)实验小组保持滑块质量和运动半径不变,探究向心力F与线速度的关系时,以F为纵坐标,以为横坐标,根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示,已测得遮光片的宽度,遮光片到竖直转轴的距离,滑块到竖直转轴的距离,则滑块的质量
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7 . 下列说法正确的是( )
A.物体做匀速圆周运动时,它所受的合力一定指向圆心 |
B.物体做匀速圆周运动时,速度和加速度都不变 |
C.在研究向心力的大小与质量、角速度、半径之间的关系时,采用了控制变量法 |
D.洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于向心力,从而沿切线方向飞出 |
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8 . 小明用如图甲所示向心力演示器探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系。某次实验中他将两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带连接左右塔轮如图乙所示。匀速转动手柄时,左边标尺与右边标尺露出的格子数之比为( )
A. | B. | C. | D. |
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9 . 某班级同学在做探究向心力F的大小与角速度和半径r之间关系的实验:
实验小组A通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上,随水平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,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动,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和角速度的数据。
实验小组B通过如图丙所示实验装置进行实验。质量为M的物块b能在水平光滑滑杆上滑动,滑杆连架装在离心机上,用绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体a相连。当离心机以角速度转动时,物块离轴距离为r,且恰能稳定转动。(1)实验小组A,以F为纵坐标,为横坐标建立坐标系得到图像乙。若直线斜率为k,则滑块的质量为_______ (用k、r、d表示);图像不过原点的原因为_________ 。
(2)实验小组B,若让物体a的质量m变为原来的两倍,在物块b质量M和距离r大小不变时,装置能稳定转动,离心机的转速应变为原来的_______ 倍;若物体a和物块b质量均不变,当离心机转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则物块转动的线速度为原来的______ 倍。
实验小组A通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上,随水平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,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动,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和角速度的数据。
实验小组B通过如图丙所示实验装置进行实验。质量为M的物块b能在水平光滑滑杆上滑动,滑杆连架装在离心机上,用绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体a相连。当离心机以角速度转动时,物块离轴距离为r,且恰能稳定转动。(1)实验小组A,以F为纵坐标,为横坐标建立坐标系得到图像乙。若直线斜率为k,则滑块的质量为
(2)实验小组B,若让物体a的质量m变为原来的两倍,在物块b质量M和距离r大小不变时,装置能稳定转动,离心机的转速应变为原来的
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10 . 如图甲,利用向心力演示器探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。(1)本实验主要用到的科学方法是下列哪一项 ;
(2)若准备探究的是向心力大小与轨道半径之间的关系,应如何操作 。
(3)若完全相同的两小球,放置位置如图甲(分别是A、C两处),另图乙左右两标尺上黑白相间的等分格分别显示A、C两处钢球对挡板的压力大小,则传动皮带放置的左右塔轮半径之比__________ 。
A.控制变量法 |
B.等效替代法 |
C.理想模型法 |
D.微元法 |
(2)若准备探究的是向心力大小与轨道半径之间的关系,应如何操作 。
A.将皮带调至半径大小不同的左右两塔轮上,将完全相同的小球分别放置在A、C两处槽内 |
B.将皮带调至半径大小相同的左右两塔轮上,将完全相同的小球分别放置在B、C两处槽内 |
C.将皮带调至半径大小不同的左右两塔轮上,将完全相同的小球分别放置在A、B两处槽内 |
(3)若完全相同的两小球,放置位置如图甲(分别是A、C两处),另图乙左右两标尺上黑白相间的等分格分别显示A、C两处钢球对挡板的压力大小,则传动皮带放置的左右塔轮半径之比
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