Question

【題目】甲乙兩同學(xué)探究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受向心力大小。

(1)甲同學(xué)利用細(xì)繩系一小物體在空氣中甩動(dòng)，使物體在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，來(lái)感受向心力大小，則下列說(shuō)法中正確的是__________

A．保持質(zhì)量、繩長(zhǎng)不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對(duì)手的拉力將不變

B．保持質(zhì)量、繩長(zhǎng)不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對(duì)手的拉力將增大

C．保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將不變

D．保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將增大

(2)乙同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受向心力大小與質(zhì)量、軌道半徑及線(xiàn)速度的定量關(guān)系。圓柱體放置在水平光滑圓盤(pán)（圖中未畫(huà)出）上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，力電傳感器測(cè)定的是向心力，光電傳感器測(cè)定的是圓柱體的線(xiàn)速度，該同學(xué)通過(guò)保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，來(lái)探究向心力F與線(xiàn)速度v的關(guān)系：

①該同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)方法為__________

A．等效替代法

B．控制變量法

C．理想化模型法

D．微小量放大法

②改變線(xiàn)速度v，多次測(cè)量，該同學(xué)測(cè)出了五組F、v數(shù)據(jù)，如下表所示，請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出F-v2圖線(xiàn)__________；

v/ms-1	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
v2/m2s-2	1.0	2.25	4.0	6.25	9.0
F/N	0.90	2.00	3.60	5.60	8.10

③由作出的F-v2的圖線(xiàn)，可得出F和v2的關(guān)系式：__________，若圓柱體運(yùn)動(dòng)半徑r=0.4m，得圓柱體的質(zhì)量m=_______________kg。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】BD B F=0.90v2 0.36

【解析】

（1）[1]AB．保持質(zhì)量、繩長(zhǎng)不變，增大轉(zhuǎn)速，角速度變大，根據(jù)向心力公式可知，繩對(duì)手的拉力將增大，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD．保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長(zhǎng)，據(jù)向心力公式可知，繩對(duì)手的拉力將變大，故C錯(cuò)誤，D正確；

故選BD。

（2）①[2] 實(shí)驗(yàn)中研究向心力和速度的關(guān)系，保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，采用的實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法，故選B；

②[3] 在圖乙中作出F–v2圖線(xiàn)如圖所示；

③[4][5] 根據(jù)向心力公式得

則

因?yàn)?/span>r=0.4m，則m=0.36kg。