题目内容

如图是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图,其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m,放置在未画出的圆盘上.圆周的轨道半径为r,力电传感器测定的是向心力F,光电传感器测定的是圆柱体的线速度,图乙中是r=0.1m时所得的数据.
(1)研究向心力与线速度的关系时,保持圆柱体质量和运动半径一定,为方便研究,应画
B
B
图象.
A.F-V图象   B.F-V2图象    C.F-V3图象
(2)为研究F与r的关系,实验时除保持圆柱体的质量不变外,还应保持不变的物理量是
线速度的大小
线速度的大小

(3)根据所学知识,利用表中数据,可求得圆柱体的质量为
0.09
0.09
kg(保留两位小数).
v/(m?s-1 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9
分析:根据向心力公式F=m
v2
r
选择研究的图象.
根据控制变量法找出还应保持不变的物理量.
根据已经学习过的向心力公式F=m
v2
r
,将r=0.1m,即可求得m.
解答:解:(1)根据向心力公式F=m
v2
r
得:
圆柱体质量和运动半径一定时,向心力与线速度的平方成正比,
所以为方便研究,应画F-V2图象.
故选:B.
(2)该实验运用控制变量法研究物理量的关系,根据向心力公式F=m
v2
r
得:
为研究F与r的关系,实验时除保持圆柱体的质量不变外,还应保持不变的物理量是线速度的大小.
(3)利用表中数据得F=0.88v2
根据已经学习过的向心力公式得F=m
v2
r

联立解得:
m
r
=0.88
将r=0.1m代入得,m=0.09kg.
故答案为:(1)B;  (2)线速度的大小;  (3)0.09.
点评:本题关键要知道实验运用控制变量法研究物理量的关系,能根据实验数据得出变量的关系.同时要掌握向心力的公式.
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