题目内容

两个同学做体验性实验来粗略地验证向心力公式Fn=mv2/r和Fn=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。

角速度;操作二;线速度;操作三

解析试题分析: 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。
考点: 向心力

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