题目内容
【题目】用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
【1】在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的（ ）
A.累积法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.演绎法
【2】在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持______相同。
A.ω和r
B.ω和m
C.m和r
D.m和F
【3】若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个完全相同钢球所受向心力的比值为1∶9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为（ ）。
A.1∶3
B.3∶1
C.1∶9
D.9∶1
【答案】
【1】C
【2】A
【3】B
【解析】
【1】主要用到控制变量法，在质量m、角速度ω和半径r有一个条件不同时，向心力的大小如何变化，C正确，ABD错误。
故选C。
【2】在研究向心力的大小F与质量m关系时，应使角速度ω和半径r完全相同。A正确，BCD错误。
故选A。
【3】根据
两个小球质量与转动半径相同，因此转动的角速度之比
而皮带连接的两个轮塔半径边缘的速度相等，根据
可得
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