向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 ①在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 ②图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与的关系； A．钢球质量m B．运动半径r 　C．角速度 ③图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为。 A.1：3 　B.3：1 C.1：9 　D.9：1

1. 小明同学为探究向心力F与线速度v的关系，用如图所示的实验装置完成实验。其中质量为m的小圆柱体放在未画出的水平光滑圆盘上，沿图中虚线做匀速圆周运动。力电传感器测定圆柱体的向心力，光电传感器测定线速度，轨迹的半径为r。实验过程中保持圆柱体质量和运动半径不变。

（1）该同学采用的实验方法为。

A．等效替代法 B．理想化模型法 C．控制变量法

（2）改变线速度v，并进行多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：

$\text{[math]}$	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
$\text{[math]}$	0.88	1.98	3.50	5.50	7.90

该同学利用实验数据做出了以下四个图像，其中能较为直观地展示向心力F与线速度v关系的图像是。

（3）根据图像分析的结果，小明可以得到实验结论。

实验探究题容易

1. 如图甲所示是一个研究向心力大小与哪些因素有关的 $\text{[math]}$ 实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为 $\text{[math]}$ ，放置在未画出的水平圆盘上，圆周轨道的半径为 $\text{[math]}$ ，力电传感器测定的是向心力的大小，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，表格中是所得数据，图乙分别为 $\text{[math]}$ 图像、 $\text{[math]}$ 图像、 $\text{[math]}$ 图像。

$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

(1) 数据表格和图乙中的三个图像分别是在探究向心力 $\text{[math]}$ 和圆柱体线速度大小 $\text{[math]}$ 的关系时，保持圆柱体质量不变、半径 $\text{[math]}$ 的条件下得到的。研究图像后，可得出向心力 $\text{[math]}$ 和圆柱体线速度大小 $\text{[math]}$ 的关系式。

(2) 为了研究 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持不变。

(3) 若已知向心力公式为 $\text{[math]}$ ，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为。

实验探究题普通

2. 某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时：

第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。

第二小组采用用乙图所示的装置进行探究，滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力 $\text{[math]}$ 的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d ，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为 $\text{[math]}$ 。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力 $\text{[math]}$ 和角速度 $\text{[math]}$ 的数据。