Question

【題目】為了探究物體做勻速圓周運動時，向心力與哪些因素有關？某同學進行了如下實驗：

如圖甲所示，繩子的一端拴一個小沙袋，繩上離小沙袋L處打一個繩結A，2L處打另一個繩結B．請一位同學幫助用秒表計時．如圖乙所示，做了四次體驗性操作．

操作1：手握繩結A，使沙袋在水平面內做勻速圓周運動，每秒運動1周．體驗此時繩子拉力的大小．

操作2：手握繩結B，使沙袋在水平面內做勻速圓周運動，每秒運動1周．體驗此時繩子拉力的大小．

操作3：手握繩結A，使沙袋在水平平面內做勻速圓周運動，每秒運動2周．體驗此時繩子拉力的大小．

操作4：手握繩結A，增大沙袋的質量到原來的2倍，使沙袋在水平面內做勻速圓周運動，每秒運動1周．體驗此時繩子拉力的大小．

（1）操作2與操作1中，體驗到繩子拉力較大的是____；

（2）操作3與操作1中，體驗到繩子拉力較大的是____；

（3）操作4與操作1中，體驗到繩子拉力較大的是____；

（4）總結以上四次體驗性操作，可知物體做勻速圓周運動時，向心力大小與____有關．

A.半徑 B.質量 C.周期 D.線速度的方向

（5）實驗中，人體驗到的繩子的拉力是否是沙袋做圓周運動的向心力____（“是”或“不是”）

Answer 1

【答案】操作2操作3操作4ABC不是

【解析】

(1)根據F=mrω2知，操作2與操作1相比，操作2的半徑大，小球質量和角速度相等，知拉力較大的是操作2；

(2)根據F=mrω2知，操作3與操作1相比，操作3小球的角速度較大，半徑不變，小球的質量不變，知操作3的拉力較大。

(3)操作4和操作1比較,半徑和角速度不變,小球質量變大,根據F=mrω2知，操作4的拉力較大。

(4)由以上四次操作，可知向心力的大小與質量、半徑、角速度有關。故選：ABC。

(5) 沙袋做圓周運動的向心力時繩子對沙袋的拉力，作用在沙袋上。而人體驗到的繩子的拉力作用在人上，不是同一個力。