如图所示，某同学为了探究物体做匀速圆周运动时，影响向心力大小的因素，某同学进行了如下实验：如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A，处打另一个绳结B。使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力。请一位同学帮助用秒表计时．如图乙所示，做了四次体验性操作。第一次：手握A点，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动5周。体验此时绳子拉力的大小。第二次：手握B点，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动5周。体验此时绳子拉力的大小。第三次：手握A点，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动10周。体验此时绳子拉力的大小。第四次：手握A点，增大小沙袋的质量到原来的2倍，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动5周。体验此时绳子拉力的大小。

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1. 如图所示，某同学为了探究物体做匀速圆周运动时，影响向心力大小的因素，某同学进行了如下实验：如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A， $\text{[math]}$ 处打另一个绳结B。使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力。

请一位同学帮助用秒表计时．如图乙所示，做了四次体验性操作。

第一次：手握A点，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动5周。体验此时绳子拉力的大小。

第二次：手握B点，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动5周。体验此时绳子拉力的大小。

第三次：手握A点，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动10周。体验此时绳子拉力的大小。

第四次：手握A点，增大小沙袋的质量到原来的2倍，让小沙袋在水平面内做匀速圆周运动，10s运动5周。体验此时绳子拉力的大小。

(1) 物理学中此种实验方法叫法。

(2) 第四次与第一次相比较：相同，向心力大小与有关。

(3) 总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与______有关。 A. 半径 B. 质量 C. 周期 D. 线速度的方向

【考点】

向心力;

【答案】

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实验探究题普通

1. 如图所示是“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系”的实验装置。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。皮带分别套在两塔轮圆盘上，转动手柄可使槽内小球以各自角速度做圆周运动，通过标尺上露出的红白相间等分格数可得到两个小球所受向心力的比值。

(1) 下列实验中的主要探究方法与本实验相同的是______. A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律

(2) 为了探究向心力大小与半径之间的关系，左右两侧塔轮设置半径相同的轮盘（选填“需要”或“不需要”）。

(3) 探究向心力和角速度的关系时，需将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，再将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，标尺露出红白相间的等分格数的比值约为。

实验探究题普通

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 $\text{[math]}$ .

（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 $\text{[math]}$ ，记 $\text{[math]}$ .

（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 $\text{[math]}$ 次时计时器停止计时，记录总时间 $\text{[math]}$ ，则钢球运动的周期 $\text{[math]}$ （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 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的数据记录到表格中，并绘制（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）图像，根据图像的斜率 $\text{[math]}$ 可以进一步求出当地重力加速度 $\text{[math]}$ （用题中所给字母符号表示）.

实验探究题普通

3. 西北狼教育联盟开展学生实验交流活动．

(1) 某学校学生探究向心力与哪些因素有关，借助如图1所示装置进行探究．在电动机控制下，悬臂可绕轴在水平面内匀速转动，固定在连杆上的砝码随之做匀速圆周运动，无线光电门传感器安装在悬臂的一端．

①在该实验中，主要利用了来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系．

A．理想实验法 B．微元法 C．控制变量法 D．等效替代法

②探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量（“相同”或“不同”）的小球．

(2) 另一学校学生用如图2所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素．实验时用手拨动旋臂使它做圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力．

③电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间 $\text{[math]}$ 、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则计算其角速度的表达式为 $\text{[math]}$ ．

实验探究题普通