关,运动半径越大,所需向心力就越大。
3.用质量不同的钢球和铝球做实验,使两球运动的半径r和角速度相同,
观察得到:向心力的大小与质量有关,质量越大,向心力就越大。
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在探究影响向心力大小的因素的实验中,如图所示,是研究哪两个物理 量之间的关系 ( )
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A.研究向心力与质量之间的关系 B.研究向心力与角速度之间的关系 C.研究向心力与半径之间的关系 D.研究向心力与线速度之间的关系 答案 A 铝球与钢球质量不同,转速相同,本实验研究向心力与质量之 间的关系,不是研究向心力与角速度、半径、线速度的关系,故选A。
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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,皮带分别套在变速轮塔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:
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
(选填“理想实验法”“控制变量法”
或“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
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第6讲 实验:探究影响向心力 大小的因素
知 实验装置
识 梳
实验原理
理 实验步骤总纲目录 栏目索引 Nhomakorabea深
化 拓
考点 实验方法和探究过程
展
总纲目录 栏目索引
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实验装置
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实验原理 匀速转动手柄,可以使变速轮塔、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球就随 之做匀速圆周运动。这时小球向外挤压挡板,挡板对小球的反作用力提 供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时,小球压挡板的力使挡板另一 端压缩弹簧测力筒里的弹簧,弹簧的压缩量可以从标尺上读出,该读数显 示了向心力大小。
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(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.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
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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
的2 倍,那么,左边变速轮塔与右边变速轮塔之间的角速度之比为
。
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答案 (1)A (2)控制变量法 (3)1∶2 解析 (1)根据F向=mω2r,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,故可知左边变速轮塔与右边变 速轮塔之间的角速度之比为1∶2。
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考点 实验方法和探究过程
实验目的
探究影响向心力大小的因素
实验方法
控制变量法
探究过程 结论
m、ω不变
改变半径r,则r越大,向心力F就越大
m、r不变
改变角度ω,则ω越大,向心力F就越大
ω、r不变
改变质量m,则m越大,向心力F就越大
物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量、半径、角速度都有关
实验步骤
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1.用两个质量相同的小球做实验,保持运动半径相同,观察向心力与角速
度之间的关系。观察得到:向心力的大小与角速度有关,角速度越大,所
需向心力就越大。
2.仍用两个质量相同的小球做实验,保持两球运动角速度相同,观察向心
力的大小与运动半径之间的关系。观察得到:向心力的大小与半径有