Question

【題目】用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。兩個(gè)變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)�擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)鋼球所受向心力的比值。如圖是探究過程中某次實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置的狀態(tài)。

【1】在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)我們主要用到了物理學(xué)中的（　　）

A.累積法

B.等效替代法

C.控制變量法

D.演繹法

【2】在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，要保持______相同。

A.ω和r

B.ω和m

C.m和r

D.m和F

【3】若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)完全相同鋼球所受向心力的比值為1∶9，與皮帶連接的兩個(gè)變速輪塔的半徑之比為（　　）。

A.1∶3

B.3∶1

C.1∶9

D.9∶1

Answer 1

【答案】

【1】C

【2】A

【3】B

【解析】

【1】主要用到控制變量法，在質(zhì)量m、角速度ω和半徑r有一個(gè)條件不同時(shí)，向心力的大小如何變化，C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

【2】在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，應(yīng)使角速度ω和半徑r完全相同。A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選A。

【3】根據(jù)

兩個(gè)小球質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同，因此轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比

而皮帶連接的兩個(gè)輪塔半徑邊緣的速度相等，根據(jù)

可得