當前位置： 2023-2024學年廣東省廣州六中高二（上）開學物理試卷> 試題詳情

一同學用如圖甲所示的裝置探究向心力與角速度的關(guān)系。將力傳感器固定在鐵架臺上，將細線一端固定在力傳感器上，另一端固定一個直徑為d的金屬小球，該同學測出小球重心到懸點的距離為L，然后拉起小球，使細線伸直與豎直方向成一角度，靜止釋放小球，讓小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當小球擺到最低點時，小球中心恰好經(jīng)過光電門，該同學在一次實驗中測得小球通過光電門的時間為Δt。

（1）小球通過光電門時的角速度為
d
LΔ
t
d
LΔ
t
。
（2）多次拉起小球，每次拉起小球時細線與豎直方向的夾角不同，每次都記錄小球通過光電門的時間Δt,做出懸線拉力F與
1
Δ
t
2
的關(guān)系圖像如圖乙所示，已知圖像的斜率為k,截距為b,則小球的質(zhì)量為
k
L
d
2
k
L
d
2
，當?shù)氐闹亓铀俣葹?
d
2
b
k
L
d
2
b
k
L
。（用題中給出的字母表示）

【答案】

LΔ

；

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/8/7 8:0:9組卷：26引用：3難度：0.4

相似題

1．為探究向心力大小與角速度的關(guān)系，某實驗小組通過如圖所示的裝置進行實驗?；瑝K套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細繩連接滑塊，用來測繩上拉力大小?；瑝K上固定一遮光片，寬度為d,光電門可以記錄遮光片通過的時間，測出滑塊中心到豎直桿的距離為l。實驗過程中細繩始終被拉直。
（1）在探究向心力大小與角速度的關(guān)系時主要采用的物理方法是
。
A．控制變量法
B．理想實驗法
C．等效替代法
（2）滑塊隨桿轉(zhuǎn)動做勻速圓周運動時，每經(jīng)過光電門一次，力傳感器和光電門就同時獲得一組拉力F和遮光時間t,則滑塊的角速度ω=
（用t、l、d表示）。實驗中發(fā)現(xiàn)裝置轉(zhuǎn)速較小時，遮光時間t較大，力傳感器的示數(shù)為0，造成該現(xiàn)象的原因是
。
（3）為驗證向心力大小與角速度的關(guān)系，得到多組實驗數(shù)據(jù)后，應作出F與
（填“t”、“
1
t
”或“
1
t
2
”）的關(guān)系圖像。
發(fā)布：2024/8/3 8:0:9組卷：19引用：2難度：0.7
解析

2．向心力演示器裝置如圖所示，兩個塔輪通過皮帶連接。實驗時，勻速轉(zhuǎn)動手柄，使長槽和短槽分別隨相應的塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的金屬小球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對小球的壓力提供向心力，小球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺（黑白相間的等分格）。為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道角速度ω之間的關(guān)系，下列說法正確的是（　　）

A．應使用兩個質(zhì)量不等的小球

B．應使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離不相同

C．應將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上

D．若皮帶套在兩個塔輪的最下端，則右邊標尺上漏出的黑白相間的等分格多

發(fā)布：2024/9/19 14:0:8組卷：18引用：2難度：0.5

解析

3．探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間關(guān)系的實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動，小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標尺，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1：2：1。
（1）在這個實驗中，利用了
（填“理想實驗法”“等效替代法”或“控制變量法”）來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。
（2）探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應選擇兩個質(zhì)量
（填“相同”或“不同”）的小球，分別放在擋板C與
（填“擋板A”或“擋板B”）處，同時選擇半徑
（填“相同”或“不同”）的兩個塔輪。
（3）若放在長槽和短槽的三個小球均為質(zhì)量相同的鋼球，皮帶所在塔輪的半徑為1：1，逐漸加大轉(zhuǎn)速，左右標尺露出的紅色、白色等分標記之比會
。（填“變大”、“變小”、“不變”或“無法確定”）
發(fā)布：2024/8/8 8:0:9組卷：13引用：2難度：0.5
解析

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