如图所示.是探究向心力的大小F与质量m.角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图.转动手柄1.可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动．皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上.可使两个槽内的小球6.7分别以不同的角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供.球对挡板的反作用力.通过横臂8的杠杆作用使弹� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2．

如图所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动．皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．那么：
（1）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是A．
A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
（2）在该实验中应用了控制变量法（选填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系．
（3）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2 倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1：2．

分析（1）要探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的半径不变．
（2）该实验是采用的控制变量法．
（3）线速度相等，则角速度与半径成反比．

解答解：（1）根据F=mrω²，知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变．
故A正确，B、C、D错误．

（2）由前面分析可知该实验采用的是控制变量法．

（3）线速度相等，则角速度与半径成反比，故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1：2．
故答案为：（1）A；（2）控制变量法；（3）1：2．

点评本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．

练习册系列答案

相关题目

12．

如图，一粒子发射源P位于足够大绝缘板AB的上方d处，能够在纸面内向各个方向发射速率为v、电荷量为q质量为m的带正电的粒子，空间存在垂直纸面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用和粒子重力．已知粒子做圆周运动的半径大小恰好为d，则（　　）

	A．	能打在板上的区域长度是2d
	B．	能打在板上的区域长度是（$\sqrt{3}$+1）d
	C．	同一时刻发射出的带电粒子达到板上的最大时间差为$\frac{7πd}{6v}$
	D．	同一时刻发射出的带电粒子达到板上的最大时间差为$\frac{πqd}{6mv}$

13．

如图所示，一个质量为1kg的物体M，受到与坡面保持平行的力F的作用，沿着路径ABC跨过一座小山，M通过全程的速率保持恒定，物体与路面的摩擦力为2.6N，则力F把M从A运到C所做的总功为（　　）

10．

一列简谐横波以5m/s的速度沿x轴正方向传播，在t=0时刻，波恰好传到x=4m处，波形如图所示，则波源起振方向沿y轴正方向（填“正”或“负”），质点P的坐标为（18，0），t=3s时，质点P第一次到达波峰．

17．

一边长为L的等边玻璃三棱镜，其横截面如图所示，在三棱镜内，一束单色光从BC边中点D射向AC边中点E，光束在AC界面上发生了反射和折射，其反射光线与折射光线的夹角为105°，求：
①玻璃三棱镜的折射率；
②光束从D点射入三棱镜，经两次反射回到BC边，求此过程中光束在三棱镜内的传播时间．

7．在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中正确的是（　　）

	A．	同一次实验过程中，O点位置允许变动
	B．	实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
	C．	实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以方便计算合力
	D．	实验中两绳套应该长一些，以便方便确定弹簧秤拉力的方向，但它们的必须长度相同
	E．	实验时，量弹簧秤拉力的方向的夹角尽量大些，记录拉力方向时铅笔应尽量细些，以便记录拉力方向，减少作图带来的相对误差