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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
用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小$F$与质量$m$、角速度$\omega$和半径$r$之间的关系,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内小球也随着做匀速圆周运动,横臂的挡板对球的弹力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,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,请回答相关问题:
在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时,用到的实验方法是$(\quad\ \ \ \ )$。(填正确答案标号)
微元法
","等效替代法
","控制变量法
","理想化模型法
"]在探究向心力大小$F$与半径$r$、质量$m$、角速度$\omega$的关系时,需要先控制某些量不变,探究其中的两个物理量的关系,即用控制变量法。
故选:$\rm C$。
在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在$A$、$C$位置,$A$、$C$到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上,匀速转动手柄,观察左右标尺露出的刻度,左边标尺露出$1$格,右边标尺露出$4$格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 。
由$F=m\omega^{2}r$
可知,两球的向心力之比为$1:4$,两球的质量相等,转动半径相同,则有转动的角速度之比为$1:2$,因用皮带连接的左、右塔轮,轮缘的线速度大小相等,由$v=\omega r$
可知,左、右塔轮半径之比为$2:1$。
在($2$)的实验中,其他条件不变,若减小手柄匀速转动的速度,则下列符合实验实际的是$(\quad\ \ \ \ )$。(填正确答案标号)
左右两标尺的示数将变大,两标尺示数的比值变大
","左右两标尺的示数将变大,两标尺示数的比值变小
","左右两标尺的示数将变小,两标尺示数的比值变小
","左右两标尺的示数将变小,两标尺示数的比值不变
"]其他条件不变,若减小手柄转动的速度,则有两钢球所需的向心力都减小,左右两标尺的示数将变小,可是向心力之比不变,即两标尺示数的比值不变。
故选:$\rm D$。
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