Question

【題目】某同學利用如圖所示的向心力演示器定量探究勻速圓周運動所需向心力F跟小球質量m、轉速n和運動半徑r之間的關系。

(1)為了單獨探究向心力跟小球質量的關系，必須用________法；

(2)轉動手柄可以使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉動，槽內的球隨之做勻速圓周運動。這時我們可以看到彈簧測力筒上露出標尺，通過標尺上紅白相間等分格數，即可求得兩個球所受的________；

(3)該同學通過實驗得到如下表的數據：

次數	球的質量m/g	轉動半徑r/cm	轉速/每秒幾圈	向心力大小F/紅格數
1	14.0	15.00	1	2
2	28.0	15.00	1	4
3	14.0	15.00	2	8
4	14.0	30.00	1	4

根據以上數據，可歸納概括出向心力F跟小球質量m、轉速n和運動半徑r之間的關系是： ___________________（文字表述）；

(4)實驗中遇到的問題有：_________（寫出一點即可）。

Answer 1

【答案】控制變量 向心力大小之比（或向心力之比） 向心力F跟小球質量m成正比，跟轉速n的平方成正比，跟運動半徑r成正比（或向心力F跟小球質量m、轉速n的平方、運動半徑r的乘積成正比） 難以保證小球做勻速圓周運動，轉速難按比例調節和露出格子數（或力的讀數）不穩定，難定量化

【解析】

(1)[1]為了單獨探究向心力跟小球質量的關系，需要控制轉速n和運動半徑r不變，所以需要采用控制變量法；

(2)[2]標尺上紅白相間等分格子的多少可以顯示小球所受向心力的大小，所以通過標尺上紅白相間等分格數，即可求得兩個球所受的向心力大小之比；

(3)[3]根據表格中數據可知向心力F跟小球質量m成正比，跟轉速n的平方成正比，跟運動半徑r成正比（或向心力F跟小球質量m、轉速n的平方、運動半徑r的乘積成正比）；

(4)[4]實驗中可能遇到的問題是難以保證小球做勻速圓周運動，轉速難按比例調節和露出格子數（或力的讀數）不穩定，難定量化。