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

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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

物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:

实验仪器。用$50$分度的游标卡尺测量摆球直径$d$,放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径$d$                 $\;\rm mm$

[["$19.20\\;\\rm mm$"]]

如图可知,副尺的第$10$个刻度线和主尺刻度线正对,则读数为$19\;\rm mm+10 \times 0.02\;\rm mm=19.20\;\rm mm$

实验方法。利用向心力演示器(图乙)来探究小球做圆周运动所需向心力$F$的大小与质量$m$、角速度$\omega$和半径$r$之间关系,此实验用到物理方法是                 ;如图所示,若两个钢球质量和运动半径相等,则是在研究向心力的大小$F$                 的关系;

[["控制变量法","角速度$\\omega$"]]

探究多个物理量之间的关系时需采用控制变量法;

钢球质量和运动半径都相等,则是探究向心力$F$与角速度$\omega$的关系;

实验操作。利用实验室的斜槽轨道等器材研究平抛运动。采取描迹法,把在竖直白纸上记录的多个钢球球心的投影点,用平滑曲线连起来,得到了钢球做平抛运动的轨迹。

①为了能较准确地描绘平抛运动的轨迹,下面的一些操作要求,正确的是$(\qquad)$

$\rm A$.使用密度小、体积大的钢球    

$\rm B$.斜槽轨道需要尽量光滑

$\rm C$.钢球运动时要紧贴装置的背板    

$\rm D$.使斜槽末端切线保持水平

$\rm E$.每次都从斜槽上同一位置由静止释放小球

②实验过程中,要建立直角坐标系,在下图中,建系坐标原点选择正确的是                 

$\rm A$      $\rm B$      

$\rm C$      $\rm D$.

[["$\\rm DE/ED$$\\rm C$"]]

$\rm A$.应使用密度大、体积小的钢球以减小空气阻力所产生的影响,故$\rm A$错误;

$\rm B$.斜槽轨道不需要光滑,只要滑到底端速度相同即可,故$\rm B$错误;

$\rm C$.钢球运动时不能紧贴背板,以防小球碰撞背板而使运动轨迹发生改变,故$\rm C$错误;

$\rm D$.使斜槽末端切线保持水平,以保证小球做平抛运动,故$\rm D$正确;

$\rm E$.每次从斜槽上同一位置由静止释放,以保证小球到达底端时速度相同,故$\rm E$正确。

故选:$\rm DE$

建立坐标系时,应将小球在斜槽末端时,球心在竖直面上的投影为坐标原点,故$\rm C$正确。

故选:$\rm C$

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