Question

如圖是一個研究向心力與哪些因素有關的DIS實驗裝置的示意圖，其中做勻速圓周運動的圓柱體的質量為m，放置在未畫出的圓盤上．圓周的軌道半徑為r，力電傳感器測定的是向心力F，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度，圖乙中是r=0.1m時所得的數據．
（1）研究向心力與線速度的關系時，保持圓柱體質量和運動半徑一定，為方便研究，應畫

B

圖象．
A．F-V圖象　　　B．F-V²圖象　　　　C．F-V³圖象
（2）為研究F與r的關系，實驗時除保持圓柱體的質量不變外，還應保持不變的物理量是

線速度的大小

．
（3）根據所學知識，利用表中數據，可求得圓柱體的質量為

0.09

kg（保留兩位小數）．

v/（m?s-1）	1	1.5	2	2.5	3
F/N	0.88	2	3.5	5.5	7.9

Answer 1

分析：根據向心力公式F=m

v2

r

選擇研究的圖象．
根據控制變量法找出還應保持不變的物理量．
根據已經學習過的向心力公式F=m

v2

r

，將r=0.1m，即可求得m．

解答：解：（1）根據向心力公式F=m

v2

r

得：
圓柱體質量和運動半徑一定時，向心力與線速度的平方成正比，
所以為方便研究，應畫F-V²圖象．
故選：B．
（2）該實驗運用控制變量法研究物理量的關系，根據向心力公式F=m

v2

r

得：
為研究F與r的關系，實驗時除保持圓柱體的質量不變外，還應保持不變的物理量是線速度的大小．
（3）利用表中數據得F=0.88v²，
根據已經學習過的向心力公式得F=m

v2

r

，
聯立解得：

m

r

=0.88
將r=0.1m代入得，m=0.09kg．
故答案為：（1）B；　　（2）線速度的大小；　　（3）0.09．

點評：本題關鍵要知道實驗運用控制變量法研究物理量的關系，能根據實驗數據得出變量的關系．同時要掌握向心力的公式．