1. (1)用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄,可以使变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动,槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺。

   

①为了探究向心力大小与物体质量的关系,可以采用(选填“等效替代法”“控制变量法”或“理想模型法”)。

②根据标尺上露出的等分标记,可以粗略计算出两个球所受的向心力大小之比;为研究向心力大小跟转速的关系,应比较表中的第1组和第组数据。

组数

小球的质量m/g

转动半径r/cm

转速

1

14.0

15.00

1

2

28.0

15.00

1

3

14.0

15.00

2

4

14.0

30.00

1

(2)用铁架台、下端带挂钩的不同弹簧若干50g的钩码若干、刻度尺等,安装如图甲所示的装置,探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的定量关系。

   

①未挂钩码时,弹簧原长放大如图甲所示,可读得原长cm。(弹簧上端与0刻线对齐)

②取A、B弹簧分别做实验,把得到的数据描绘成如图乙的F-x图像,由图乙可知劲度系数较大弹簧的劲度系数为N/m。

【考点】
向心力;
【答案】

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2. 一物理老师设计了一款研究向心力大小的实验装置,其简化示意图如图所示,装置固定在水平桌面上,在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽(表面光滑,可忽略摩擦的影响),凹槽在电机的带动下能绕过凹槽圆心的竖直轴转动,旁边竖直固定一标尺,其上是可调高度的激光笔,激光笔发出水平方向的激光,初始时刻,凹槽与标尺在同一平面内.实验步骤如下:

(1)将钢球放入凹槽底部,上下移动激光笔对准凹槽圆心,此时激光笔所在位置读数记为.

(2)接通电源,开启电机调速开关,钢球开始随凹槽转动,当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的匀速圆周运动,上下移动激光笔,当激光对准钢球球心位置时,记录此时激光笔所在位置读数为 , 记.

(3)利用光电传感器探测钢球运动的周期.每当激光笔发出的激光照在钢球上时,光电传感器便会接收信号计次,若第1次光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时,并记录为0次,达到次时计时器停止计时,记录总时间 , 则钢球运动的周期(用题中所给字母符号表示).

(4)若适当调大电机的转速,则激光笔应(填“上移”“不动”或“下移”).

(5)改变电机转速,重复实验,将得到的多组的数据记录到表格中,并绘制(填“”或“”)图像,根据图像的斜率可以进一步求出当地重力加速度(用题中所给字母符号表示).

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