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关系时,要保持_____相同.
A. m和r B.ω和m C.ω和r D.m和F
(2)图中所示,两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小F与______的关系.
A.质量m B. 角速度ω C. 半径r
(3) 图中所示,两个钢球质量和转动半径相等，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小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.9:1 C.1:9 D. 3:1
【答案】 C B D
【解析】（1）在研究向心力的大小F与质量m、要控制角速度
和半径r的大小不变，故选C.
(2)图中两球的质量相同,转动的半径相同,则研究的是向心力与角速度的关系.所以B选项是正确的.
(3)根据
,两球的向心力之比为1:9,半径和质量相等,则转动的角速度之比为1:3,因为靠皮带传动,变速轮塔的线速度大小相等,根据
,知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3:1.故D正确；
故本题答案是： (1). C (2). B (3). D
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