《实验：探究向心力大小的表达式》 课时作业1 学生版.docVIP

学而优·教有方

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课堂素养达标

实验：探究向心力大小的表达式

1.向心力演示器如图所示，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同的角速度做匀速圆周运动，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上露出的等分格子的多少可以显示出两球所受向心力的大小。

(1)现将小球分别放到两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是 ()

A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验

B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验

C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验

D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验

(2)在该实验中应用了________________探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。?

2.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的向心力、轨道半径及线速度大小关系的实验装置,圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F,速度传感器测量圆柱体的线速度大小v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力F与线速度大小v的关系:

(1)该同学采用的实验方法为________________________。?

A.等效替代法 B.控制变量法

C.理想化模型法

(2)改变线速度大小v,多次测量,该同学测出了五组F、v数据,如表所示。

v/(m·s-1)

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

F/N

0.88

2.00

3.50

5.50

7.90

该同学对数据分析后,在图乙坐标纸上描出了五个点。

①作出F-v2图线;

②若圆柱体运动半径r=0.2m,由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m=

________kg。(结果保留2位有效数字)?

【补偿训练】

如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素。同学们用细绳系一纸杯(杯中有30mL的水)在空气中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力。

如图甲，绳离杯心40cm处打一结点A，80cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：

操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。

操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。

操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动2周，体会向心力的大小。

操作四：手握绳结A，再向杯中添加30mL的水，使杯在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。

(1)操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；

操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；

操作四与一相比较：_______________________相同，向心力大小与_________有关；?

(2)物理学中此种实验方法叫__________________法。?

(3)小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样。”你认为该同学的说法是否正确？为什么？