2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—实验六：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系(附答案解析).pdfVIP

2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—实验六：探究向心力大小

与半径、角速度、质量的关系(附答案解析)

1．(2023·福建厦门市二模)如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的

大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自

转轴中心距离之比为1∶2∶1。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上

至下分别为1∶1、2∶1和3∶1，如图乙所示。

(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，下列实

验中采用的实验方法与本实验相同的是________。

A．探究平抛运动的特点

B．用单摆测量重力加速度的大小

C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系

(2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，

则需要将传动皮带调至第________层塔轮(选填“一”“二”或“三”)；

(3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带位于第二层，转动手

柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。

A．1∶2B．1∶4C．2∶1D．4∶1

2．(2024·山西省联考)为探究向心力大小与角速度的关系，某实验小组通过如图所示的装置进

行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一水平

细绳连接滑块，用来测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮

光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。

(1)滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组

拉力F和遮光时间t的数据，则滑块的角速度ω＝________(用t、l、d表示)。

1

(2)为验证向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与________(选填“t”“”

t

1

或“”)的关系图像。如果图像是一条过原点的倾斜直线，且直线的斜率等于________，表明

t2

此实验过程中向心力与______________________成正比(选填“角速度”“角速度的平方”或“角

速度的二次方根”)。

3.(2023·广东广州市三模)某同学设计如图所示的实验装置验证向心力公式和平抛运动水平分

运动为匀速运动。将四分之一圆弧固定在桌面上，圆弧底下安装一个压力传感器，光电门固

定在圆弧底端正上方。实验步骤如下：

①让小球静止在圆弧底端，静止时，压力传感器示数为F；

0

②让小球从圆弧某一位置静止释放，记录通过光电门的时间t、压力传感器示数F和落点与

圆弧底端的水平位移x；

③改变释放位置，重复②的步骤。

请回答以下问题：

(1)为完成实验，关于实验装置及相关测量，下列说法正确的是________；

A．圆弧要保持光滑

B．小球要选择体积小，密度大的

C．要测量小球到地面的竖直高度

D．要测量小球的质量

(2)用游标卡尺测量小球直径，如图所示，则小球直径为d＝________mm；

1

(3)以________(填“F”或“F－F”)为纵轴，为横轴作图像，若图像______________________，

0

t2

则说明向心力大小与小球速度的平方成正比；

(4)作x－y图像，若图像成正比，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动，其中y应该为

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________(填“t”“”或“”)；

tt2

(5)甲、乙两位同学以不同的桌面高度进行实验，得到如图所示甲、乙两条图线，y与(4)中相

同，其中甲同学实验时的桌面高度比乙同学的________(填“高”或“低”)。

4．(2023·湖北武汉市检测)利用如图甲所示的圆锥摆装置验证向心力表达式，步