题目内容
【题目】在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中,如图甲所示,细绳的悬点刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线平齐.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时刚好位于圆心.用手带动钢球,设法使它刚好沿纸上某个半径为r的圆周运动,钢球的质量为m,重力加速度为g.
(1)用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么小球做圆周运动时需要的向心力表达式为Fn=_____.
(2)通过刻度尺测得小球运动的轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动时外力提供的向心力表达式为
(3)改变小球做圆周运动的半径,多次实验,得到如图乙所示的关系图像,可以达到粗略验证向心力表达式的目的,该图线的斜率表达式k=________.(用前面已知的相关字母表示)
【答案】
【解析】(1)根据向心力公式: ,线速度为: ,周期为: ,联立解得: 。
(2)小球受力如图所示:
向心力为: ,联立以上可得: ,所以斜率表达式为: 。
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