Question

【題目】用如圖所示的裝置可以做“探究向心力的大小與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系”實驗。

（1）本實驗采用的科學方法是______。

（2）轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉動，槽內的球就做勻速圓周運動，橫臂的擋板對球的壓力提供了小球做勻速圓周運動的，彈簧測力筒上露出的標尺可以顯示此力的大小。由圖示情景可知，鋼球A與鋁球B的角速度關系為ωA______ωB．（選填“＞”“=”或“＜”）。

（3）通過圖示情景實驗可以得到的結論是______。

A．在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比

B．在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與線速度的大小成正比

C．在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質量成正比

D．在質量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比

Answer 1

【答案】控制變量法 ＜ C

【解析】

（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關系，該方法為控制變量法。

（2）由圖可知圖中兩球受到的向心力相等，轉動的半徑相同，則研究的是質量與角速度的關系。由于鋁的密度小，則相同大小的鋁球的質量小，由向心力的公式：Fn=mrω2，則ωA＜ωB

（3）根據Fn=mrω2，在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度平方成正比。故A錯誤；圖示不能顯示線速度的大小。故B錯誤； 根據Fn=mrω2，在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質量成正比。故C正確； 根據Fn=mrω2，在質量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比。故D錯誤 ，故選C。