(山东专用)2021高考物理一轮复习实验6探究影响向心力大小的因素课件

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高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 实验6 探究影响向心力大小的因素教案

高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 实验6 探究影响向心力大小的因素教案

实验六探究影响向心力大小的因素1.实验目的(1)定性感知向心力的大小与什么因素有关。

(2)学会使用向心力演示器。

(3)探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系。

2.实验原理采用控制变量法探究:(1)使两物体的质量、转动的半径相同,探究向心力的大小跟转动的角速度的定量关系。

(2)使两物体的质量、转动的角速度相同,探究向心力的大小跟转动的半径的定量关系。

(3)使两物体的转动半径、转动的角速度相同,探究向心力的大小跟物体质量的定量关系。

3.实验器材4.实验步骤(1)向心力大小与哪些因素有关的定性分析。

①在小物体的质量和角速度不变的条件下,改变小物体做圆周运动的半径进行实验。

②在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下,改变小物体的角速度进行实验。

③换用不同质量的小物体,在角速度和半径不变的条件下,重复上述操作。

(2)向心力与质量、角速度、半径关系的定量分析。

匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。

这时,小球向外挤压挡板,挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。

同时,小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧,弹簧的压缩量可以从标尺上读出,该读数显示了向心力大小。

①把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不一样。

注意向心力的大小与角速度的关系。

②保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同。

注意向心力的大小与半径的关系。

③换成质量不同的球,分别使两球的转动半径相同。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同。

注意向心力的大小与质量的关系。

④重复几次以上实验。

5.数据处理(1)m、r一定(2)m、ω一定序号12345 6F向r(3)r、ω一定序号12345 6F向m(4)分别作出F向­2向向6.注意事项(1)实验前应将横臂紧固,螺钉旋紧,以防球和其他部件飞出造成事故。

高中物理高考 实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 课件

高中物理高考 实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 课件
2.实验时转速应从慢到快,且转速不宜过快,以免损坏测力弹簧。 3.注意防止皮带打滑,尽可能保证ω比值不变。 4.注意仪器的保养,延长仪器使用寿命,并提高实验可信度。
考点细研 悟法培优
考点1 实验原理与实验操作
例1 (2021·四川省泸州市古蔺县中学高三一模)用如图所示的向心力 演示器探究向心力大小与哪些因素有关。匀速转动手柄,可以使变速塔轮 以及长槽和短槽随之匀速转动,槽内的小球也随着做匀速圆周运动;使小 球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供,球对挡板的 反作用力,通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺。
向心力演示器(如图),三个金属球(半径相同,其中两个为质量相同的 钢球,另一个为质量是钢球一半的铝球)。
如图所示,匀速转动手柄1,可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随 之匀速转动,槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动 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 臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8。根据标尺8上露出的 红白相间等分标记,可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(1)在研究向心力的大小Fn与质量m的关系时,要保持__A___相同。
A.ω和r
B.ω和m
C.m和r
D.m和Fn
(2)图中所示两个钢球的质量和轨道半径相等,则是在研究向心力的大
小Fn与___C___的关系。
A.质量m
B.轨道半径r
C.角速度ω
(3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值
(3)变速塔轮1、2通过皮带传动,线速度v大小相等,根据v=ωr可知, 若皮带连接的变速塔轮1、2的半径之比为3∶1,则小球1、2转动的角速度 之比为1∶3,而由控制变量法可知,应保持小球1、2做圆周运动的半径之 比为1∶1,故D正确。

第6讲 实验:探究影响向心力大小的因素

第6讲 实验:探究影响向心力大小的因素

关,运动半径越大,所需向心力就越大。
3.用质量不同的钢球和铝球做实验,使两球运动的半径r和角速度相同,
观察得到:向心力的大小与质量有关,质量越大,向心力就越大。
知识梳理 栏目索引
在探究影响向心力大小的因素的实验中,如图所示,是研究哪两个物理 量之间的关系 ( )
知识梳理 栏目索引
A.研究向心力与质量之间的关系 B.研究向心力与角速度之间的关系 C.研究向心力与半径之间的关系 D.研究向心力与线速度之间的关系 答案 A 铝球与钢球质量不同,转速相同,本实验研究向心力与质量之 间的关系,不是研究向心力与角速度、半径、线速度的关系,故选A。
深化拓展 栏目索引
如图所示,是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系 的实验装置图。转动手柄1,可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀 速转动,皮带分别套在变速轮塔2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小 球6、7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8的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂8的杠 杆作用使弹簧测力筒9下降,从而露出标尺10,标尺10上露出的红白相间的 等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么:
D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的小球做实验
(2)在该实验中应用了
(选填“理想实验法”“控制变量法”
或“等效替代法”)来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。
(3)当用两个质量相等的小球做实验,且左边小球的轨道半径为右边小
球的2倍时,转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边
栏目索引
第6讲 实验:探究影响向心力 大小的因素
知 实验装置
识 梳
实验原理

探究影响向心力大小的因素课件

探究影响向心力大小的因素课件

《探究影响向心力大小的因素》课件xx年xx月xx日•向心力基本概念•影响向心力大小的因素•实验探究向心力大小•向心力应用目•向心力与现实生活的关系录01向心力基本概念向心力是物体受到的沿着半径指向圆心的力,它使物体沿着圆周运动而不是沿着切线方向飞出去。

向心力是按作用效果命名的,它可以是重力、弹力、摩擦力等几种不同性质的力。

1 2 3做圆周运动的物体受到的指向圆心的合力提供向心力。

当物体做匀速圆周运动时,物体受到的合力提供向心力。

当物体做变速圆周运动时,物体受到的合力与速度方向垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小。

03向心力的大小与物体的质量、线速度的平方成正比,与物体运动的半径成反比。

01向心力公式:$F_{n} = \frac{mv^{2}}{r}$02该公式中,$F_{n}$表示向心力,$m$表示物体质量,$v$表示物体线速度,$r$表示物体运动的半径。

02影响向心力大小的因素总结词质量是影响向心力大小的重要因素之一。

详细描述当其他因素不变时,物体的质量越大,向心力也越大。

这是因为在相同条件下,物体越重,所需的向心力也越大。

质量总结词速度是影响向心力大小的另一个重要因素。

详细描述当其他因素不变时,物体的速度越快,向心力也越大。

这是因为速度越快,物体所需的向心力也越大,以保持其运动状态。

速度总结词加速度是影响向心力大小的另一个重要因素。

详细描述当其他因素不变时,物体的加速度越大,向心力也越大。

这是因为在相同条件下,物体加速度越快,所需的向心力也越大。

加速度总结词半径是影响向心力大小的另一个重要因素。

详细描述当其他因素不变时,物体的半径越大,向心力越小。

这是因为半径越大,物体所需的向心力越小,以保持其运动状态。

半径03实验探究向心力大小实验目的探究向心力大小与哪些因素有关验证向心力公式培养实验操作技能和数据分析能力实验器材转盘、重物、测速仪、尺子、砝码等实验软件计算机、数据采集器、分析软件等实验设备1. 准备实验设备,将重物放置在转盘上,连接好测速仪和数据采集器。

高考物理山东一轮复习课件:实验探究向心力大小与半径角速度质量的关系

高考物理山东一轮复习课件:实验探究向心力大小与半径角速度质量的关系
向心力是物体做圆周运动时,受到指向圆心 的合力,称为向心力。
向心力的大小与物体质量、线速度和半径等 因素有关。
实验目的
探究向心力大小与半径、角速度和 质量之间的关系。
VS
学习使用向心力实验仪,掌握实验 方法和技巧。
实验原理
根据向心力公式:F=mrw^2,向心力与物体质量(m)、半径(r)、角速度(w)之间存在正比关 系。
05
02
将向心力实验仪固定在旋转台上,连接电源 ,开启旋转台并调整转速。
04
使用砝码调整转盘上物体的质量,并记录旋 转编码器的角速度。
06
对实验数据进行整理和分析,得出结论。
04
实验步骤
实验准备
准备实验器材
包括小球、轨道、电源、砝码、角速度计、天平、细绳 等。
熟悉实验原理
了解向心力的概念及表达式,知道角速度、半径和质量 之间的关系。
误差分析与改进
误差来源
在实验过程中,可能存在测量误差、摩擦 误差以及空气阻力等因素,导致实验结果 存在一定的误差。
改进措施
在后续实验中,我们可以使用更高精度的 测量仪器,优化实验环境,例如在真空环 境中进行实验,以减小误差。
实验原理与目的
实验原理
根据向心力的公式 F = mrw^2,我们可以知道向心力与质量 、半径和角速度均成正比。通过控制变量法,我们可以探究 不同因素对向心力大小的影响。
结论
通过实验探究得出,向心力大小与角 速度的平方成正比,与半径成正比, 与质量成正比,符合牛顿第二定律
在实验过程中,需要注意保持转速稳定, 多次测量求平均值以减小误差
由于存在误差和多种影响因素,实 验结果可能会有偏差,但整体趋势 符合预期
THANK YOU.

高考物理一轮复习实验针对训练6探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系含答案

高考物理一轮复习实验针对训练6探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系含答案

实验针对训练(六)探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系1.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和运动半径r之间的关系的实验装置图,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6、7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8的挡板对小球的弹力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降,从而露出标尺10,标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。

那么:(1)现将两小球分别放在两边的槽内,为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,下列说法中正确的是________。

A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的小球做实验C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的小球做实验D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的小球做实验(2)在该实验中应用了________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和运动半径r之间的关系。

(3)当用两个质量相等的小球做实验,且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍,转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍,那么,左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为________。

2.利用如图实验装置可验证做匀速圆周运动的物体所受合力与所需向心力的“供”“需”关系,启动小电动机带动小球做圆锥摆运动,不计一切阻力,移动水平圆盘,当盘与球恰好相切时关闭电动机,让球停止运动,悬线处于伸直状态。

利用弹簧测力计水平径向向外拉小球,使小球恰好离开圆盘且处于静止状态时,测出水平弹力的大小F。

(1)(多选)为算出小球做匀速圆周运动时所需向心力,下列物理量还应该测出的有________;A.用秒表测出小球运动周期TB.用刻度尺测出小球做匀速圆周运动半径rC.用刻度尺测出小球到线的悬点的竖直高度hD.用天平测出小球质量m(2)小球做匀速圆周运动时,所受重力与线拉力的合力大小________弹簧测力计测出F大小;(选填“大于”“等于”或“小于”)(3)当所测物理量满足________关系式时,则做匀速圆周运动的物体所受合力与所需向心力的“供”“需”平衡。

(复习指导)第4章实验6 探究影响向心力大小的因素含解析

(复习指导)第4章实验6 探究影响向心力大小的因素含解析

实验六探究影响向心力大小的因素1.实验目的(1)定性感知向心力的大小与什么因素有关。

(2)学会使用向心力演示器。

(3)探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系。

2.实验原理采用控制变量法探究:(1)使两物体的质量、转动的半径相同,探究向心力的大小跟转动的角速度的定量关系。

(2)使两物体的质量、转动的角速度相同,探究向心力的大小跟转动的半径的定量关系。

(3)使两物体的转动半径、转动的角速度相同,探究向心力的大小跟物体质量的定量关系。

3.实验器材4.实验步骤(1)向心力大小与哪些因素有关的定性分析。

①在小物体的质量和角速度不变的条件下,改变小物体做圆周运动的半径进行实验。

②在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下,改变小物体的角速度进行实验。

③换用不同质量的小物体,在角速度和半径不变的条件下,重复上述操作。

(2)向心力与质量、角速度、半径关系的定量分析。

匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。

这时,小球向外挤压挡板,挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。

同时,小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧,弹簧的压缩量可以从标尺上读出,该读数显示了向心力大小。

①把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不一样。

注意向心力的大小与角速度的关系。

②保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同。

注意向心力的大小与半径的关系。

③换成质量不同的球,分别使两球的转动半径相同。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同。

注意向心力的大小与质量的关系。

④重复几次以上实验。

5.数据处理(1)m、r一定向向向6.注意事项(1)实验前应将横臂紧固,螺钉旋紧,以防球和其他部件飞出造成事故。

(2)实验时,不宜使标尺露出格数太多,以免由于球沿滑槽外移引起过大的误差。

(3)摇动手柄时,应力求加速缓慢,速度均匀。

高考物理总复习 实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

高考物理总复习 实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

2.[2021·武汉部分学校起点质检]用如图所示的向心力演示器探究向 心力大小的表达式.匀速转动手柄,可以使变速塔轮以及长槽和短槽 随之匀速转动,槽内的小球也随着做匀速圆周运动.小球做匀速圆周 运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力 通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺.
(4)乙同学把两小球都换为钢球,且质量相等,如图乙所示,实验中 观察到标尺上红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塔轮相对应的半径之 比为___2∶__1___.
【跟进训练】 1.[2022·广东江门模拟]某同学用如图所示的装置做探究向心力大小 与角速度大小的关系的实验.装置中水平光滑直杆随竖直转轴一起转 动,一个滑块套在水平光滑杆上,用细线将滑块与固定在竖直转轴上 的力传感器连接,细绳处于水平伸直状态,当滑块随水平杆一起匀速 转动时,细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力.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轻质角速度传感 器测得.
(1)某同学为了探究向心力跟角速度的关系,需要控制_金_属__块__转_动__半__径_ 和_金__属__块_质__量___两个变量保持不变.改变转台的转速,对应每个转速 由_力__传_感__器__读出金属块受到的拉力,由光电计时器读出转动的周期T,
计算出转动的角速度ω=________. (2)上述实验中,该同学多次改变转速后,记录一组力与对应周期数
(2)本实验采用的实验方法是____B____.
A.累积法
B.控制变量法
C.微元法
D.放大法
(3)甲同学在进行如图甲所示的实验,他是在研究向心力的大小Fn与 ___质_量____的关系.可以得到的正确结果是_做__圆_周__运__动_的__物__体__,_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__.

试验课6探究影响向心力大小的因素

试验课6探究影响向心力大小的因素
实验课6 探究影响向心力大小的因素
考点三
-2-
一、实验目的 1.探究小物体的线速度相同时 ,向心力与半径的关系。 2.探究小物体的角速度相同时 ,向心力与半径的关系。 二、实验原理 手感觉到的拉力大小近似等于物体所受向心力的大小。 三、实验器材 轻绳、小物体、停表。
考点三
-3-
四、实验操作 (1)轻绳一端拴一个小物体 ,轻绳上距离小物体重心 40 cm的地方 打一个绳结 A,距离小物体重心 80 cm的地方打一个绳结 B,如图甲所 示。
与白纸接触但无挤压。用手带动钢球 ,设法使它沿纸面上某个圆做
圆周运动。测得钢球质量 m=0.100 kg,转动的圆周半径为 3.30 cm,
细线悬点与白纸上圆心的距离 d=1.10 m,当地重力加速度 g取9.8
m/s2。(计算结果保留三位有效数字 )
-9-
考向1
考向2
考向3
(1)图中细线与竖直方向的夹角 θ比较小,可认为tan θ≈sin θ,其中
A.理想实验法
B.控制变量法
C.等效替代法
(2)用两个质量相等的小球放在 A、C位置,匀速转动时 ,左边标尺
露出1格,右边标尺露出 4格,则皮带连接的左右塔轮半径之比


考向1
考向2
考向3
-13-
解析 (1)要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 ,需要采用控制变量法。
(2)操作一和操作二 ,都是每秒转动一圈 ,则角速度相等 ,根据 F=m ω2r知,半径大时所需的向心力大 ,则拉力大 ,操作二感到向心力 较大。
内(转3)过操的作弧三长和为操作2×二2比π×较2?,?=操2作πr,二可1知s内线速转度过的相同弧长,根为据2Fπ=r,操???作??2? 知三,1半s

2021届高考物理一轮复习探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系教案(含解析)

2021届高考物理一轮复习探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系教案(含解析)

实验六探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系一、实验目的1.学会使用向心力演示器。

2.探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。

二、实验原理1.使两物体的质量、转动的半径相同,探究向心力的大小跟转动的角速度的定量关系。

2.使两物体的质量、转动的角速度相同,探究向心力的大小跟转动的半径的定量关系。

3.使两物体的转动半径、转动的角速度相同,探究向心力的大小跟物体质量的定量关系。

三、实验器材:向心力演示器四、实验步骤1.向心力大小与哪些因素有关的定性分析。

(1)在小物体的质量和角速度不变的条件下,改变小物体做圆周运动的半径进行实验。

(2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下,改变小物体的角速度进行实验。

(3)换用不同质量的小物体,在角速度和半径不变的条件下,重复上述操作。

2.向心力与质量、角速度、半径关系的定量分析。

匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。

这时,小球向外挤压挡板,挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。

同时,小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧,弹簧的压缩量可以从标尺上读出,该读数显示了向心力大小。

(1)把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不一样。

注意向心力的大小与角速度的关系。

(2)保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同。

注意向心力的大小与半径的关系。

(3)换成质量不同的球,分别使两球的转动半径相同。

调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同。

注意向心力的大小与质量的关系。

(4)重复几次以上实验。

五、数据处理1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同,调整塔轮上的皮带,使两个小球转动的角速度之比分别为1∶1、1∶2和1∶3,分别读出两球所需的向心力大小,将结果填入表一。

表一:m1=m2,r1=r2。

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02 核心考点·探究突破
考点一 教材原型实验
题型1 影响向心力大小的因素的定性分析 [例1] 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30 mL的水)在空中甩动,使杯在列说法中正确的是________. A.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将不变 B.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大 C.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变 D.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将增大
考点二 实验拓展与创新
[例3] 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道 半径及线速度关系的实验装置,做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆 盘上,力传感器测量向心力F,速度传感器测量圆柱体的线速度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v的关系:
(2)在该实验中应用了________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效 替代法”)来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.
(3)当用两个质量相等的小球做实验,且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍 时,转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍,那么,左边 轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________.
第四章 曲线运动 万有引力与航天
实验6 探究影响向心力大小的因素
01 主干回顾·强化根基
◎注意事项 1.定性感知实验中,轻小物体受到的重力与拉力相比可忽略. 2.使用向心力演示仪时应注意: (1)将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故. (2)摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一个测力计的格数.达到预定格 数时,即保持转速均匀恒定.
(2)如图甲,绳离杯心40 cm处打一结点A,80 cm处打一结点B,学习小组中一位 同学手表记时,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一周,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一周,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二周,体会向心力的大小. 操作四:手握绳结A,再向杯中添加30 mL的水,使杯在水平方向每秒运动一 周,体会向心力的大小. 则: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;
答案 (1)B、D (2)①线速度(角速度)、半径 质量 ②控制变量 ③说法不 对,该同学受力分析的对象是自己的手,我们实验受力分析的对象是水杯,细线的 拉力提供水杯做圆周运动的向心力指向圆心.细线对手的拉力与向心力大小相等, 方向相反,背离圆心.
题型2 影响向心力大小因素的定量分析 [例2] 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、 角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图,转动手柄 1,可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转 动.皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上,可使两个 槽内的小球6、7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8的挡板对小球的 压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂8的杠杆作 用使弹簧测力套筒9下降,从而露出标尺10,标尺10上 露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比 值.那么:
(1)现将两小球分别放在两边的槽内,为了探究小球受到的向心力大小和角速度 的关系,下列说法中正确的是________.
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验 B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的小球做实验 C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的小球做实验 D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的小球做实验
解析 (1)根据F=mrω2,知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系,需 控制小球的质量和半径不变,所以A选项是正确的,B、C、D错误.
(2)由前面分析可以知道该实验采用的是控制变量法. (3)线速度相等,则角速度与半径成反比,故可以知道左边轮塔与右边轮塔之间 的角速度之比为1∶2. 答案 (1)A (2)控制变量法 (3)1∶2
3.小球释放 (1)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下. (2)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平拋运动的轨迹由坐标纸的左上 角一直到达右下角为宜. 4.坐标原点:坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的 投影点. 5.初速度的计算:在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初速度.
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?_____________
___________________________________________________________________. 解析 (1)由题意,根据向心力公式,F向=mω2r,由牛顿第二定律,则有T拉= mω2r;保持质量、绳长不变,增大转速,根据公式可知,绳对手的拉力将增大,故 A错误,B正确;保持质量、角速度不变,增大绳长,据公式可知,绳对手的拉力将 变大,故C错误,D正确.
(2)根据向心力公式F向=mω2r,由牛顿第二定律,则有T拉=mω2r; 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:角速度、半径相同,向心力大小与质量有关; 物理学中此种实验方法叫控制变量法. 该同学受力分析的对象是自己的手,我们实验受力分析的对象是水杯,细线的 拉力提供水杯做圆周运动的向心力指向圆心.细线对手的拉力与“向心力”大小相 等,方向相反,背离圆心.
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