Question

用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面做圆周运动，绳子拉力大小与什么因素有关？小明认为与小球的运动速度有关．于是他用一根橡皮筋连接一个小球，让小球在光滑的水平桌面上以一定速度作圆周运动（如图所示）．改变小球的运动速度，做几次实验，记录现象如下表．

小球质量/g	小球速度	橡皮筋长度/cm
15	慢	10
15	较快	15
15	很快	18

（1）小球在桌面作圆周运动时，受到

3

（选填“2”、“3”） 个力作用，其运动状态

改变

（选填“改变”、“不改变”）（不计空气阻力）．
（2）从表格的数据可以看出：小球的运动速度越大，那么橡皮筋的伸长就越

长

．
（3）小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是

便于显示拉力大小

．
（4）小明查阅资料后知道作圆周运动的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及圆周的半径有关．据此，小明认为用橡皮筋代替绳子存在着明显的缺陷，请你说出他的判断依据是

没有控制圆的半径不变

．

Answer 1

分析：（1）对小球进行受力分析，确定小球受力的个数；当速度大小和方向都不变时，物体运动状态不变，否则物体运动状态发生改变．
（2）分析表中实验数据，然后答题．
（3）橡皮筋具有弹性，受力是形状改变明显，并且能从形变的大小上判断出拉力的大小．
（3）采用控制变量法研究实验时，一定要控制其余因素，只改变需要研究的因素．

解答：解：（1）小球在桌面做圆周运动时，受到竖直向下的重力、竖直向上桌子的支持力、橡皮筋的拉力，共3个力的作用；在运动过程中小球的速度方向时刻改变，小球的速度不断改变，小球的运动状态改变．
（2）由表中数据可知，小球的运动速度越大，橡皮筋的长度越长，橡皮筋的伸长越长．
（3）橡皮筋伸长量越大，橡皮筋的拉力越大，用橡皮筋替代绳子进行实验，可以通过橡皮筋的伸长来比较拉力的大小．
（4）做匀速圆周运动的小球受到的拉力除与小球的运动速度有关外，还与小球的质量以及圆周的半径有关，当研究与速度的关系时，应当控制小球的质量和圆周半径不变，但实验中橡皮筋的长度改变，圆周半径在发生改变，实验时没有控制半径不变．
故答案为：（1）3；改变；（2）长；（3）便于显示拉力大小（4）没有控制圆的半径不变．

点评：本实验应用了控制变量法，正确应用控制变量法、分析表中实验数据即可正确解题；要掌握控制变量法的应用．