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考点30实验：探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系1．[2023·浙江桐乡二模]用如图所示的实验装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验．(1)本实验采用的科学方法是________．A．控制变

量法B．累积法C．微元法D．放大法(2)图甲的情景正在探究的是________．甲A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度的关系C．向心力的大小与角速度的关系D．向心力的大小与物体质量的关系(3)图丙为图乙的俯视图．图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同．当a、b

两轮在皮带的带动下匀速转动，则两槽转动的角速度ωA________ωB.(选填“>”“＝”或“<”).乙丙(4)现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，情景为图乙和图丙所示．则钢球①、②的线速度之比为________．2．[2023·北京

东城区模拟]图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小可以忽

略．(1)某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制____________和____________两个变量保持不变．改变转台的转速，对应每个转速由________读出金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω＝________．(2)上述实验中，该同学多次改变转

速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是________，单位是________．(3)为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有________和________．3．[202

3·山东青岛二模]用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与其质量m、角速度ω和轨迹半径r之间的关系．两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动．(1)在研究小球所受向心力的大小F与其质量m的关系时，要保

持________相同．A．ω和rB．ω和mC．m和rD．m和F(2)若图中两个小球的质量和轨迹半径相同，则是在研究F与________的关系．A．mB．rC．ω4．[2023·广东佛山一模]利用如图实验装置可验证做匀速圆周运动的物体所受合力与所需向心力的“供”“需”关系，启动小电动机带动

小球做圆锥摆运动，不计一切阻力，移动水平圆盘，当盘与球恰好相切时关闭电动机，让球停止运动，悬线处于伸直状态．利用弹簧测力计水平径向向外拉小球，使小球恰好离开圆盘且处于静止状态时，测出水平弹力的大小F.

(1)为算出小球做匀速圆周运动时所需向心力，下列物理量还应该测出的有________．A．用秒表测出小球运动周期TB．用刻度尺测出小球做匀速圆周运动半径rC．用刻度尺测出小球到线的悬点的竖直高度hD．用天平测出小球质量m(2)小球做匀速圆周运动时，所受重力与线拉力的合力大小_______

_弹簧秤测出F大小(选填“大于”“等于”或“小于”).(3)当所测物理量满足________关系式时，则做匀速圆周运动的物体所受合力与所需向心力的“供”“需”平衡．5．如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆

盘上，圆周轨道的半径为r，力传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度(1)以下是保持圆柱体质量和圆周运动轨道半径不变的条件下，根据某组实验所得数据作出的F­v、F­v2、F­v3三个图像：研究图像后，可得

出向心力F和圆柱体速度v的关系是________________．v/m·s－111.522.53F/N0.8823.55.57.9(2)为了研究F和r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量_

_______不变．(3)若半径r＝0.1m，根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量是________kg.6．某物理兴趣小组利用传感器进行探究向心力与ω、r、m的关系，实验装置原理如图所示．装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在

水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接．当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力．拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得．(1)小组同学先让一个滑块做半径r为0.14m的圆周运动，得到

图甲中①图线．然后保持滑块质量不变，再将运动的半径r分别调整为0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线．(2)对①图线的数据进行处理，获得了F­x图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的

是________．(3)对5条F­ω图线进行比较分析，得出ω一定时，F∝r的结论．请你简要说明得到结论的方法___________________________________________________

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