Question

20．如圖1示，是某同學(xué)探究做圓周運動的物體質(zhì)量、向心力、軌道半徑及線速度關(guān)系的實驗裝置，做勻速圓周運動圓動圓柱體放置在水平光滑圓盤上．力傳感器測量向心力F，速度傳感器測量圓柱體的線速度v，該同學(xué)通過保持圓柱體質(zhì)量和運動半徑不變，來探究向心力F線速度v關(guān)系：

（1）該同學(xué)采用的實驗方法為B．
A．等效替代法    B．控制變量法     C．理想化模型法
（2）改變線速度v，多次測量，該同學(xué)測出了五組F、v數(shù)據(jù)，如下表所示：

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

該同學(xué)對數(shù)據(jù)分析后，在圖2坐標(biāo)紙上描出了五個點．
①作出F-v²圖線；
②若圓柱體運動半徑r=0.2m，由作出的F-v²的圖線可得圓柱體的質(zhì)量m=0.19kg．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 研究一個物理量與多個物理量的關(guān)系，先要控制一些物理量不變，再進行研究，這種方法叫控制變量法．
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，作出F-v²圖線，結(jié)合向心力公式，通過圖線的斜率求出圓柱體的質(zhì)量．

解答 解：（1）實驗中研究向心力和速度的關(guān)系，保持圓柱體質(zhì)量和運動半徑不變，采用的實驗方法是控制變量法，故選：B．
（2）①作出F-v²圖線，如圖所示．
②根據(jù)F=$m\frac{{v}^{2}}{r}$知，圖線的斜率k=$\frac{m}{r}$，則有：$\frac{m}{r}=\frac{8}{8.5}$，代入數(shù)據(jù)解得m=0.19kg．
故答案為：（1）B，（2）①如圖所示，②0.19．

點評 本實驗采用控制變量法，掌握描點作圖的方法，知道圖線斜率的物理意義，難度不大．