2023届一轮复习鲁科版 实验6 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 同步测试

1、 实验6 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 同步测试1向心力演示器如图所示，匀速转动手柄1可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8.已知测力套筒的弹簧相同，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值若将变速塔轮2、3上的皮带共同往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会_(填“变大”“不变”“变小”或者“无法确定”)；如图所示，放在长短槽内的三个小球的质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相

2、等，则在加速转动过程中，左右标尺漏出的红白等分标记会_(填“变长”“不变”“变短”或者“无法确定”)，两边红白等分标记之比会_(填“变大”“不变”“变小”或者“无法确定”)，在匀速转动的过程中，左右标尺红白等分标记之比为_2如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和运动半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮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的挡板对小球的弹力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺

3、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：(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、角速度和运动半径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

4、尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为_。3某同学利用如图所示的向心力演示器定量探究匀速圆周运动所需向心力F跟小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系。(1)为了单独探究向心力跟小球质量的关系，必须用_法；(2)转动手柄可以使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球随之做匀速圆周运动。这时我们可以看到弹簧测力筒上露出标尺，通过标尺上红白相间等分格数，即可求得两个球所受的_。(3)该同学通过实验得到如下表的数据：次数球的质量m/g转动半径r/cm转速/每秒几圈n/(rs1)向心力大小F/格数114.015.0012228.015.0014314.0

5、15.0028414.030.0014根据以上数据，可归纳概括出向心力F跟小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系是：_(文字表述) 。(4)实验中遇到的问题有：_(写出一点即可)。4航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持物几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中有基本测量工具(比如刻度尺、秒表、弹簧测力计等)。(1)实验时需要测量的物理量：弹簧测力计示数F，圆周运动的周期T，及_。(2)用所测得的物理量写出待测物

6、体质量的表达式为m_(用测得的物理量的符号表示)。5向心力演示器如图所示。匀速转动手柄1可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。已知测力套筒的弹簧相同，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。若将变速塔轮2、3上的皮带共同往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会_(填“变大”“不变”“变小”或者“无法确定”)；如图所示，放在长短槽内的三个小球的质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，

7、则在加速转动过程中，左右标尺漏出的红白等分标记会_(填“变长”“不变”“变短”或者“不确定”)，两边红白等分标记之比会_(填“变大”“不变”“变小”或者“无法确定”)，在匀速转动的过程中，左右标尺红白标记之比为_。6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

8、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_弹簧测力计测出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。7.某同学做验证向心力与线速度关系的实验装置如图7所示，一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球钢球静止时刚好位于光电门中央主要实验步骤如下：用游标卡尺测出钢球直径d；将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F1，用米尺量出线长L; 将钢球拉到适当的高度处静止释放，光电门计

9、时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F2；已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：(1)钢球经过光电门时的线速度表达式v_，向心力表达式F向meq f(v2,R)_； (2)钢球经过光电门时所受合力的表达式F合_；(3)若在实验误差允许的范围内F向F合，则验证了向心力与线速度的关系该实验可能的误差有：_.(写出一条即可)8(2020山东临沂市高三二模)如图甲所示，某探究小组用能够显示并调节转动频率的小电动机验证匀速圆周运动的向心力关系式Fm2r.把转动频率可调的小电动机固定在支架上，转轴竖直向下，将摇臂平台置于小电动机正下方的水平桌面上；在转动轴正下方固定一不可伸

10、长的细线，小电动机转轴与细线连接点记为O.细线另一端穿过小铁球的球心并固定；启动电动机，记录电动机的转动频率f，当小球转动稳定时，将摇臂平台向上移动，无限接近转动的小球；关闭电动机，测量O点到摇臂平台的高度h；改变电动机的转动频率，重复上述实验(1)探究小组的同学除了测量以上数据，还用游标卡尺测量了小球的直径D，如图乙所示，读数为_ mm；本实验_(填“需要”或“不需要”)测量小球的质量(2)实验中测得了O点到摇臂平台的高度h、小球的直径D和电动机的转动频率f，已知当地的重力加速度为g，若所测物理量满足g_(用所测物理量符号表示)，则Fm2r成立参考答案：1.答案变小变长不变312.答案(1)

11、A(2)控制变量法(3)123.答案(1)控制变量(2)向心力大小之比(或向心力之比)(3)向心力F跟小球质量m成正比，跟转速n的平方成正比，跟运动半径r成正比(或向心力F跟小球质量m、转速n的平方、运动半径r的乘积成正比)(4)难以保证小球做匀速圆周运动，转速难按比例调节和露出格子数(或力的读数)不稳定，难定量化(写出一点即可)4.答案(1)圆周运动的轨道半径R(2)eq f(FT2,42R)5.答案变小变长不变316.eq f(42,T2)r时，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。答案(1)ABD(2)等于(3)Fmeq f(42,T2)r7.答案(1)eq f(d,t)eq f(F1d2,gt2Lf(d,2)(2)F2F1(3)摆线的长度测量有误差8.答案(1)10.52不需要(2)42f2(heq f(D,2)解析(1)主尺读数为10 mm，游标尺第26个刻度和主尺刻度对齐，精确度为0.02 mm，故游标尺读数为0.52 mm，故小铁球的直径为10.52 m