小兴利用图装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1．左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽处和长槽的两处，其中6到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。（1）开始时皮带在两个变速塔轮2、3的最上面一层，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，下列做法正确的是。A.用体积相同的钢球和铝球做实验B.将变速塔轮2、3上的皮带往下移动C.用秒表记录时间、计算两个小球的角速度D.将两个小球都放在长槽上（2）若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为1：1，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会（填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”）；当小兴以的转速转动手柄时，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比是。

1. 小兴利用图装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1．左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽处和长槽的两处，其中6到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。

（1）开始时皮带在两个变速塔轮2、3的最上面一层，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，下列做法正确的是。

A.用体积相同的钢球和铝球做实验

B.将变速塔轮2、3上的皮带往下移动

C.用秒表记录时间、计算两个小球的角速度

D.将两个小球都放在长槽上

（2）若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为1：1，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会（填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”）；当小兴以 $\text{[math]}$ 的转速转动手柄时，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比是。

【考点】

向心力;

【答案】

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实验探究题容易

1. 用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄1，使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6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使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。为了探究金属球的向心力F的大小与角速度ω之间的关系，下列说法正确的是。

A. 应使用两个质量相等的小球

B. 应使两小球分别放在A、C位置

C. 应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上

实验探究题容易

2. 某物理兴趣小组为了验证向心力公式，设计了如图所示的装置：给待测物体一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动，细线与桌面小孔之间的摩擦力、物体与桌面间的摩擦力均可以忽略。已知物体的质量为m，弹簧的劲度系数为k。兴趣小组拥有的测量工具为刻度尺和秒表。

（1）实验时需要测量的物理量有、和（写出描述物理量的文字和符号）。

（2）验证的向心力公式是。（用题中所给的字母表示）

实验探究题容易

3. 利用如图所示实验装置探究向心力与质量、半径的关系。将一根光滑的水平杆和竖直杆垂直铰合在一起，分别用两根细线一端连接物块1和物块2，另一端分别绕过定滑轮后连接固定在竖直杆上的两个力传感器。水平杆绕竖直杆转动时，物块1和物块2跟随水平杆一起绕以相同的角速度转动，力传感器上分别显示出拉力的竖直杆大小。

（1）用此装置探究向心力与旋转半径的关系时，应保持相同，使物块到竖直轴距离（填“相同”或“不同”）。用刻度尺分别测出物块1和物块2到竖直杆的距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，当水平杆绕竖直杆以角速度 $\text{[math]}$ 转动时，两个力传感器的示数分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。改变两物块到竖直杆的距离，重复实验，测量出多组半径 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和拉力 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。若在误差允许的范围内 $\text{[math]}$ 等于，则表明在此实验过程中向心力与转动半径成正比。

（2）该实验过程中采用的实验方法是。

A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法

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