12. 如图所示,用向心力演示器探究向心力大小
F与小球质量
m、角速度
ω和半径
r之间关系。皮带套在左、右两塔轮的圆盘上,匀速转动手柄,可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动,转动时皮带和圆盘间不打滑。小球做圆周运动的向心力由挡板对小球的弹力提供。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。左、右标尺上露出的红白相间的等分标记就粗略反映向心力大小。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径分别记为
r、2
r、
r。左侧塔轮上三个圆盘的半径从上到下依次增大,右侧塔轮上三个圆盘的半径从上到下依次减小,左、右两塔轮最上面圆盘的半径大小相同。实验中提供两个质量相同的重球、一个质量为重球一半的轻球。
(1)通过本实验探究向心力大小
F与小球质量
m、角速度
ω和半径
r之间关系,应用的思想方法是
___________。(填选项前字母序号)
A. 理想实验法
B. 等效替代法
C. 控制变量法
D. 模型建构法
(2)探究向心力大小
F与圆周运动半径
r的关系时,选用两个质量相同的重球,还应选择
___________。(填选项前字母序号)
A. 半径相同的两个圆盘
B. 半径不同的两个圆盘
C. 两球分别放在挡板B、挡板C处
D. 两球分别放在挡板A、挡板B处
(3)按(2)中正确选择后,两次以不同的转速匀速转动手柄,左、右测力筒露出等分标记如图所示。则向心力大小
F与球做圆周运动半径
r的关系是
___________。
A.
F与
r成正比
B.
F与
r成反比
C.
F与
成正比
D.
F与
成反比
(4)皮带均放在左、右塔轮的中间圆盘,转动手柄,发现当长槽转动一周时,短槽刚好转动两周。则这种皮带放置方式时,长槽与短槽转动的角速度之比
___________。保持皮带放在中间圆盘,将重球放在档板B处、轻球放在档板C处,匀速转动手柄,左、右测力筒内露出等分标记的格子数之比的理论值为
___________。