题目内容
【题目】用如图甲所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度
和半径r之间的关系，转动手柄l使长槽4和短槽5分别随变速轮塔2、3匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂6的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，小球有钢球、橡胶球两种规格：
(1)本实验采用的实验方法主要是_____________、转换法；在探究向心力的大小F与半径r的关系时，要保持__________相同；
A．和r B．和m C．m和r D．m和F
(2)如图乙所示是某次实验时的情景，这是在研究向心力的大小F与_______的关系。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1：4，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为____________。
【答案】控制变量法 B 角速度
2：1
【解析】
(1)[1][2]在研究向心力的大小
与质量
、角速度和半径
之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。在探究向心力的大小F与半径r的关系，要控制质量、角速度不变，故选B。
(2)[3]图乙中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力F与角速度的关系；
[4]根据
两球的向心力之比为
，半径和质量相等，则转动的角速度之比为
，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
。
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