Question

【題目】小明和小亮兩個同學合作做體驗性實驗來來粗略地驗證向心力公式Fn=mω2r.他們的做法如下：在繩子的一端拴一個小沙袋，繩子上離小沙袋重心不同距離的地方各打一個繩結A、B，如圖甲所示：小明同學看手表，小亮同學按下列步驟操作：

操作一：手握住繩結A，使沙袋和繩子近似在水平面內做勻速圓周運動，如圖乙所示，每秒運動1周，體會繩子拉力的大小。

操作二：手仍然握繩結A，使它們還是做勻速圓周運動，但是每秒運動2周，體會此時繩子拉力的大小。

操作三：改為手握繩結B，仍然每秒運動2周，體會此時繩子拉力的大小。

根據以上操作步驟填空：

（1）兩個同學采用了哪種科學實驗方法__________?（選填“等效法”或“控制變量法”）

（2）操作一與操作二兩個過程中，小亮同學會感到操作________（選填“一”或“二”)向心力比較大；

（3）操作二與操作三 ________（選填“半徑”或“角速度”相同，小亮同學會感到操作 ________（填“二”或“三”)向心力比較大.

Answer 1

【答案】 控制變量法； 二； 角速度； 三；

【解析】(1)由題可知，操作一與操作二比較，半徑不變，角速度發生變化；操作二與操作三比較，角速度不變，半徑發生變化，所以兩個同學采用了控制變量法；

(2)操作一和操作二，都是每秒轉動一圈，則角速度相等，根據F=mω2r知，半徑大時所需的向心力大，則拉力大．知操作二感到向心力較大．操作三和操作二比較，操作二1s內轉過的弧長為2πr，操作三1s內轉過的弧長為．知線速度相同，根據 知，半徑小時向心力大，則操作三感到向心力較大．