11. 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验:
(1)方案一:用如图甲所示的装置,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,变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1。回答以下问题:
①本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的
____________;
A.探究平抛运动的特点
B.探究影响导体电阻的因素
C.探究两个互成角度的力的合成规律
D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
②在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在
B、
C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第
__________层塔轮(填“一”“二”或“三”)。
(2)方案二:如图丙所示装置,装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出),光滑的水平直杆固定在竖直转轴上,能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P,用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接,细线处于水平伸直状态,当滑块随水平直杆一起匀速转动时,细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为
d的挡光条,挡光条到竖直转轴的距离为
L,光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题:
①若某次实验中测得挡光条的挡光时间为
,则滑块P的角速度表达式为
ω=
__________;
②实验小组保持滑块P质量和运动半径
r不变,探究向心力
F与角速度
ω的关系,作出
F-
ω2图线如图丁所示,若滑块P运动半径
r=0.3m,细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略,由
F-
ω2图线可得滑块P质量
m=
________kg(结果保留2位有效数字)。