题目内容
【题目】如图所示,同学们分小组探究影响向心力大小的因素.同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动,使小沙袋在水平面内做圆周运动,来感受向心力.
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(1)下列说法中正确的是________.
A.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将不变
B.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大
C.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变
D.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将增大
(2)如图,绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A, 80 cm处打一个绳结B,学习小组中一位同学用手表计时,另一位同学操作,其余同学记录实验数据:
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操作一:手握绳结A,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作二:手握绳结B,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作三:手握绳结A,使小沙袋在水平方向每秒运动2周,体会向心力的大小.
操作四:手握绳结A,再向小沙袋中添加少量沙子,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作二与一相比较:质量、角速度相同,向心力的大小与转动____有关;
操作三与一相比较:质量、半径相同,向心力的大小与_____有关;
操作四与一相比较:角速度、半径相同,向心力大小与____有关。
【答案】BD 半径大小 角速度的大小 质量
【解析】
(1)[1]由题意,根据向心力公式,
,与牛顿第二定律,则有
;
AB.保持质量、绳长不变,增大转速,
,角速度变大,根据公式可知,绳对手的拉力将增大,故A错误,B正确;
CD.保持质量、角速度不变,增大绳长,据公式可知,绳对手的拉力将变大,故C错误,D正确.
(2)本实验采取的方法是控制变量法
[2]操作二与一相比较:质量、角速度相同,向心力的大小与转动半径大小有关;
[3]操作三与一相比较:质量、半径相同,向心力的大小与角速度的大小有关;
[4]操作四与一相比较:角速度、半径相同,向心力大小与 质量有关;