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高中 | 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系题目答案及解析如下,仅供参考!
必修2
第五章 曲线运动
5.6 向心力
探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
某实验小组用甲、乙所示的装置做了“探究小车加速度与力、质量的关系”和“探究向心力表达式”两个实验。
两个实验都用到的研究方法是$(\quad\ \ \ \ )$
等效替代法
","控制变量法
","理想模型法
"]在研究向心力的大小$F$与质量$m$的关系时,控制角速度$\omega$和半径$r$不变,在研究向心力的大小$F$与角速度$\omega$的关系时,控制质量$m$和半径$r$不变,在研究向心力的大小$F$与和半径$r$之间的关系时,控制角速度$\omega$和质量$m$不变,主要用到了物理学中的控制变量法。在探究“探究加速度与力、质量的关系”实验中,探究加速度与力关系时,保证质量不变;探究加速度与质量关系时,保证外力不变,所以实验方法为控制变量法,
故选:$\rm B$。
甲实验中,不计绳与滑轮间的摩擦,下列说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$。
实验前需进行阻力补偿
","实验中,改变小车质量后再做该实验,需要重新补偿阻力
","实验中必须用天平测出沙和沙桶的总质量
","本实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
"]$\rm A$.为消除摩擦力对实验的影响,实验数据测量前需要对小车进行阻力补偿,故$\rm A$正确;
$\rm B$.实验前补偿阻力后,在实验过程中若改变小车质量,不需要重新补偿阻力,故$\rm B$错误;
$\rm CD$.对小车的拉力是通过力传感器得到的,故无需测量沙和沙桶的质量,也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,故$\rm C$错误,$\rm D$正确。
故选:$\rm AD$。
向心力演示器如图($a$)所示,图($b$)显示了左右两标尺上黑白相间的等分格,则左右两处钢球所受向心力大小之比约为$(\quad\ \ \ \ )$。
$1:2$
","$1:3$
","$1:4$
"]由图($b$)可知两个小球所受向心力的比值为$1:4$。
故选:$\rm C$。
如图($a$)所示,长槽上的球$2$到转轴的距离是球$1$ 到转轴距离的$2$倍,长槽上的球$1$和短槽上的球$3$到各自转轴的距离相等。在探究向心力和角速度的关系实验中,应取质量相同的小球分别放在图($a$)中的 处(选填“$1$和$3$”或者“$2$和$3$”),若标尺上黑白相间的等分格恰如图($b$)所示,那么如图($c$)中左右变速塔轮半径之比$R_{1}:R_{2}=$ 。
在探究向心力和角速度的关系实验中,应取质量相同的小球分别放在图($a$)中的$1$和$3$处,故填$1$和$3$;
变速轮塔用皮带连接,轮塔边缘上点的线速度大小相等,$\omega_{1}R_{1}=\omega_{2}R_{2}$可得,与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为$R_{1}:R_{2}=\omega_{2}:\omega_{1}=\sqrt{\dfrac{F_{3}}{mr_{3}}}:\sqrt{\dfrac{F_{1}}{mr_{1}}}=2:1$
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