1、第6讲实验:探究影响向心力大小的因素A组基础巩固1.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为12,转动半径之比为12,在相同时间内甲转过4周,乙转过3周。则它们的向心力之比为()A.14 B.23 C.49 D.916答案C由题意知,两物体的角速度之比为43,因为F向=m2r,所以两物体向心力之比为49,选项C正确。2.(多选)如图所示为P、Q两物体做匀速圆周运动的向心加速度an的大小随半径r变化的图像,其中P为双曲线的一个分支,可知()A.P物体运动的线速度大小不变B.P物体运动的角速度不变C.Q物体运动的角速度不变D.Q物体运动的线速度大小不变答案AC由an=v2r知,做匀速圆周运动的物
2、体线速度大小不变时,向心加速度与半径成反比,故A正确,B错误;由an=2r知,角速度不变时,向心加速度与半径成正比,故C正确,D错误。3.在“探究影响向心力大小的因素”的实验中,(1)我们主要使用的实验方法是。(2)若要研究向心力和角速度之间的关系,我们应保持和不变。(3)如果某做圆周运动的物体质量之比是12,半径之比是21,角速度之比是12,则向心力之比是。答案(1)控制变量法(2)质量半径(可交换顺序)(3)14解析在研究物体的“探究影响向心力大小的因素”四个物理量的关系时,由于变量较多,因此采用了“控制变量法”进行研究,分别控制一个物理量不变,看另外两个物理量之间的关系。根据向心力表达式
3、F=m2r所以F1F2=m1m2122r1r2=1212221=144.在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验中。(1)在探究向心力的大小F与角速度的关系时,要保持相同。A.和rB.和mC.m和rD.m和F(2)本实验采用的实验方法是。A.累积法B.控制变量法C.微元法D.放大法(3)通过本实验可以得到的正确结果是。A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比C.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比D.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比答案(1)C
4、(2)B(3)D解析(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时,需先控制某些量不变,研究另外两个物理量的关系,所以,在探究向心力的大小F与角速度的关系时,要保持小球的质量与运动的半径相同,故选C。(2)在实验时需先控制某些量不变,研究另外两个物理量的关系,该方法为控制变量法,故选B。(3)根据向心力的公式F向=m2r,在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度平方成正比,故A错误;根据向心力的公式F向=m2r,在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小的平方成正比,故B错误;根据向心力的公式F向=m2r,在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比,故
5、C错误;根据向心力的公式F向=m2r,在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比,故D正确。B组综合提能1.在“探究影响向心力大小的因素”的实验中。(1)如图所示,A、B两小球都为钢球,是在研究向心力的大小F与的关系。A.质量mB.半径rC.角速度(2)若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为14,由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为。A.12 B.21 C.14 D.41答案(1)C(2)B解析(1)由图可知,图中两球的质量相同,转动的半径相同,则研究的是向心力与角速度的关系,故A、B错误,C正确;(2)根据F=m2r,两球的向心力之比为
6、14,半径和质量相等,则转动的角速度之比为12,因为靠皮带传动,变速轮塔的线速度大小相等,根据v=r,知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为21,故B正确,A、C、D错误。2.在“探究影响向心力大小的因素”的实验中,借助专用实验装置,保持m、r任意两个量不变,研究小球做圆周运动所需的向心力F与其中一个量之间的关系,这种实验方法叫做法。要研究向心力与半径的关系,应采用下列三个图中的图 ;要研究向心力与角速度之间的关系,应采用下列三个图中的图。答案控制变量丙乙解析保持m、r任意两个量不变,研究小球做圆运动所需的向心力F与其中一个量之间的关系,这种实验方法叫做控制变量法。要研究向心力与半径的关系,要保持小球的质量和角速度不变,改变半径,可知采用图丙。要研究向心力与角速度之间的关系,要保持半径和小球的质量不变,改变角速度,可知采用图乙。 5 / 5
