2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版必修第二册）专题6.5 实验：探究向心力的大小（原卷版）.pdf

专题6.5实验：探究向心力的大小

【人教版】

【题型1实验原理、思想】

【题型2实验器材、操作】

【题型3器材、原理的创新】

【题型1实验原理、思想】

【例1】在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中。

(1)如图所示，A、B都为质量相同的钢球，图中所示是在研究向心力的大小F与________的

关系。

A.质量mB.角速度ωC.半径r

(2)如图所示，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶4，

由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为________。

A.1∶4B.4∶1

C.1∶2D.2∶1

【变式1-1】在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图所示，悬点刚好与一个竖直

的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时刚好位于

圆心。用手带动钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为圆周运动，钢球的质量为重

力加速度为

(1)用秒表记录运动圈的总时间为那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为=

______。

(2)通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为，那么小球做圆周运动中外力提供的向

ℎ

心力表达式为=______。

【变式1-2】用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些

因素有关。

(1)本实验采用的科学方法是________。

A．控制变量法B．累积法

C．微元法D．放大法

(2)图示情景正在探究的是________。

A．向心力的大小与转动半径的关系

B．向心力的大小与线速度大小的关系

C．向心力的大小与角速度大小的关系

D．向心力的大小与物体质量的关系

(3)通过本实验可以得到的结果是________。

A．在质量和转动半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比

B．在质量和转动半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比

C．在转动半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与转动半径成反比

【变式1-3】某同学利用如图所示的向心力演示器定量探究匀速圆周运动所需向心力F跟

小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系。

(1)为了单独探究向心力跟小球质量的关系，必须用____________法；

(2)转动手柄可以使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球随之做匀速圆周运动。

这时我们可以看到弹簧测力筒上露出标尺，通过标尺上红白相间等分格数，即可求得两个球

所受的___________________________________________；

(3)该同学通过实验得到如下表的数据：

转速/每秒几圈向心力大小F/

次数球的质量m/g转动半径r/cm

－1

n/(r·s)红格数

114.015.0012

228.015.0014

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