探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系（含解析）-2025年高考物理二轮复习实验考点培训.pdfVIP

实验抢分专练六（）

探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

（40分钟40分）

1.8（分）2（023•厦门模拟）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

小与质量根、角速度①和半径r之间的关系。长槽的Z、5处和短槽的C处分别到各自转轴

中心距离之比为1：2：lo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机、角速度①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.用油膜法估测油酸分子的大小

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

⑵在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在5、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选（填“一”“二”或三”）层塔轮；

3（）在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在幺、。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

2.8（分）2（023•龙岩模拟）某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。

水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力

传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时,拉力的大小可以通过

力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

⑴滑块和角速度传感器的总质量为20g,保持滑块到竖直转轴的距离不变，多次仅改变竖直转

轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数尸及角速度传感器的示数①，根据实验数据得到的图像

F02如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是，滑块到竖直转轴的距离为

mo计（算结果保留三位有效数字）

2（）若去掉细线，仍保持滑块到竖直转轴的距离不变,则转轴转动的最大角速度为rad/so

3.8（分）2（023・长沙模拟）为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的

定量关系片0某同学设计了如图所示的实验装置。其中AB是固定在竖直转轴上的水平

凹槽,Z端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小,8端固定一宽度为d的挡光片，光电

门可测量挡光片每一次的挡光时间。

压力传感器o/光电门

、挡光片

实验步骤：

①测出挡光片与转轴的距离为L-

②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为；「

③使凹槽48绕转轴匀速转动；

④记录下此时压力传感器示数P和挡光时间加。

1（）小钢球转动的角速度0=用（2、d、加表示）；

2（）若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出，若该物

理量用字母x表示,则在误差允许范围内，本实验需验证的关系为用（L、d、At.F.

r、x表不）。

4.8（分）2（023•重庆模拟）小明同学为探究向心力/与线速度v的关系用如图所示的实验装置

完成实验。其中质量为m的小圆柱体放在未画出的水平光滑圆盘上，沿图中虚线做匀速圆周运

动。力电传感器测定圆柱体的向心力，光电传感器测定线速度，轨迹的半径为人实验过程中保

持圆柱体质量和运动半径不变。