Question

两个同学做体验性实验来粗略地验证向心力公式F_n=mv²/r和F_n=mω²r。他们的做法如下：如图甲，绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），绳上离小沙袋重心40cm的地方打一个绳结A，80cm的地方打另一个绳结B。同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作：

操作一  手握绳结A，如图乙，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。
操作二  手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周。体会此时绳子拉力的大小。
操作三  改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。
根据以上操作步骤填空：操作一与操作三____（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到____（填“操作一”或“操作二”）绳子拉力比较大；操作二与操作三____（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到____（填“操作二”或“操作三”）绳子拉力比较大。

Answer 1

角速度；操作二；线速度；操作三

试题分析: 操作一和操作二，都是每秒转动一圈，则角速度相等，根据F=mω²r知，半径大时所需的向心力大，则拉力大．知操作二感到向心力较大，操作三和操作二比较，操作二1s内转过的弧长为2πr，操作三1s内转过的弧长为2×2π×=2πr，知线速度相同，根据知，半径小时向心力大，则操作三感到向心力较大。