用如圖所示的實驗裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系，轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值。實驗用球分為鋼球和鋁球，請回答相關問題：
（1）在某次實驗中，某同學把兩個質量相等的鋼球放在A、C位置，A、C到塔輪中心距離相同，將皮帶處于左右塔輪的半徑不等的層上。轉動手柄，觀察左右標出的刻度，此時可研究向心力的大小與 角速度角速度的關系。
（2）在（1）的實驗中，某同學勻速轉動手柄時，左邊標尺露出4個格，右邊標尺露出1個格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為 1：21：2；其他條件不變，若增大手柄轉動的速度，則左右兩標尺示數(shù)的比值 不變不變。（選填：變大、變小或不變）
【答案】角速度；1：2；不變
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：50引用：3難度：0.5
相似題
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1．如圖所示是探究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間關系的實驗裝置圖，勻速轉動手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運動。使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供。球對擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8。根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。
（1）現(xiàn)將兩小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關系，下列說法中正確的是 。
A．在小球運動半徑相等的情況下，用質量相同的小球做實驗
B．在小球運動半徑相等的情況下，用質量不同的小球做實驗
C．在小球運動半徑不等的情況下，用質量不同的小球做實驗
D．在小球運動半徑不等的情況下，用質量相同的小球做實驗
（2）在該實驗中應用了 （選填“理想實驗法”“控制變量法”或“等效替代法”）來探究向心力的大小與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系。
（3）當用兩個質量相等的小球做實驗，且左邊小球的軌道半徑為右邊小球的2倍時，轉動時發(fā)現(xiàn)右邊標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，那么，左邊塔輪與右邊塔輪之間的角速度之比為 。發(fā)布：2024/12/29 18:30:2組卷：53引用：3難度：0.7 -
2．在研究做圓周運動的物體在任意位置的速度方向時，可在桌面上鋪一張白紙，如圖（a）所示，讓陀螺在紙上轉起來，接著在陀螺的邊緣滴幾滴帶顏色的水，水在紙上甩出的痕跡如圖（b）所示，然后再用一張透明膠片做模板，畫一個圓及其幾根切線，如圖（c）所示。
（1）實驗時，陀螺中心轉軸相對于白紙 （可以、不可以）移動，圓的半徑與陀螺的半徑的比例應為 。
（2）將圓心與紙上O點對準并覆蓋其上，隨后繞過O點、垂直于紙面的軸旋轉模板，可觀察到模板上的切線總是與水的痕跡重合，這種判斷的方法通常稱作 。
A．控制變量法
B．建模方法
C．等效替代法
D．圖像方法
（3）本實驗結論是：做圓周運動的物體的線速度方向總是與 方向一致。
（4）與本實驗具有相同物理思想方法的是 。
A．研究加速度與力及質量關系的實驗
B．質點
C．平均速度
D．心電圖發(fā)布：2024/12/29 22:30:1組卷：36引用：2難度：0.5 -
3．某同學用如圖a所示裝置探究向心力與角速度和運動半徑的關系。裝置中豎直轉軸固定在電動機的轉軸上（未畫出），光滑的水平直桿固定在豎直轉軸上，能隨豎直轉軸一起轉動。水平直桿的左端套上滑塊P，用細線將滑塊P與固定在豎直轉軸上的力傳感器連接，細線處于水平伸直狀態(tài)，當滑塊隨水平直桿一起勻速轉動時，細線拉力的大小可以通過力傳感器測得。水平直桿的右端最邊緣安裝了寬度為d的擋光條，擋光條到豎直轉軸的距離為D，光電門可以測出擋光條經(jīng)過光電門所用的時間（擋光時間）?；瑝KP與豎直轉軸間的距離可調(diào)。
（1）若某次實驗中測得擋光條的擋光時間為t0，則電動機的角速度為 。
（2）若保持滑塊P到豎直轉軸中心的距離為L不變，僅多次改變豎直轉軸轉動的快慢，測得多組力傳感器的示數(shù)F和擋光時間Δt。畫出圖像，如圖b所示。實驗中，測得圖線的斜率為k,則滑塊的質量為 。F-（1Δt）2
（3）若保持豎直轉軸轉速不變，調(diào)節(jié)滑塊P到豎直轉軸中心的距離r,測得多組力F和r的數(shù)據(jù)，以F為縱軸，以 （填“r”“”或“1r”）為橫軸，將所測量的數(shù)據(jù)描繪在坐標系中，可以更直觀地反映向心力大小與圓周運動半徑r之間的關系?，F(xiàn)測得擋光條的擋光時間為t1，則圖線的斜率應為 。（1r）2發(fā)布：2024/12/29 16:0:1組卷：186引用：7難度：0.5
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