12. 如图甲是“探究向心力大小
F与质量
m、半径
r、角速度
的关系”的实验装置示意图。电动机带动转台匀速转动,改变电动机的电压可以改变转台的转速:质量为
m的金属块放在转台上随转台一起转动,金属块到转轴的水平距离为
r,用一轻质细线绕过固定在转台中心的光滑小滑轮与力传感器连接,可直接测量向心力的大小
F;转台一端下方固定挡光宽度为
d的挡光杆,挡光杆经过光电门时,系统将自动记录其挡光时间。金属块与转台之间的摩擦力忽略不计。
(1)某同学测出挡光杆到转轴的水平距离为
R,转台匀速转动时挡光杆经过光电门时的挡光时间为
,转台的角速度
的表达式为
_________(用题目中所给物理量的字母表示)。
(2)该同学为了探究向心力大小
F与角速度
的关系,需要控制
________和
________两个量保持不变;多次改变转速后,记录了一系列力与对应角速度的数据,作出
图像如图乙所示,若已知金属块质量
,则金属块到转轴的水平距离
________m。(结果保留2位有效数字)