5．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)感受向心力．如圖甲所示，用一根細(xì)繩（可視為輕繩）一端拴一個(gè)小物體，繩上離小物體20cm處標(biāo)為點(diǎn)A，40cm處標(biāo)為點(diǎn)B．將此裝置放在光滑水平桌面上（如圖乙所示）掄動(dòng)細(xì)繩，使小物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)另一位同學(xué)幫助用秒表計(jì)時(shí)．
步驟一：手握A點(diǎn)，使小物體在光滑水平桌面上每秒運(yùn)動(dòng)一周，體會(huì)此時(shí)繩子拉力的大小F1．
步驟二：手握B點(diǎn)，使小物體在光滑水平桌面上每秒運(yùn)動(dòng)一周，體會(huì)此時(shí)繩子拉力的大小F2．
步驟三：手握B點(diǎn)，使小物體在光滑水平桌面上每秒運(yùn)動(dòng)兩周，體會(huì)此時(shí)繩子拉力的大小F3．
（1）操作一中可以感受到細(xì)繩對(duì)手的拉力方向沿繩子向圓心；
（2）如果在上述操作中突然松手，小物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）上述操作過(guò)程中，你能定性得到的結(jié)論是當(dāng)質(zhì)量和角速度不變，運(yùn)動(dòng)半徑越大，向心力越大；當(dāng)質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，運(yùn)動(dòng)角速度越大，向心力越大．

分析 （1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是合外力提供向心力，通過(guò)分析受力即知．
（2）突然松手，小物體將做離心運(yùn)動(dòng)，結(jié)合物體的受力情況，分析其運(yùn)動(dòng)情況．
（3）根據(jù)向心力公式F=mω2r，采用控制變量法，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解．

解答 解：（1）小物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直方向受到重力與支持力，二力平衡，向心力由繩子拉力提供，所以繩子對(duì)手拉力的方向沿繩子指向圓心．
（2）在上述操作中突然松手，繩子的拉力突然消失，小物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）上述操作過(guò)程中，可以得出，當(dāng)質(zhì)量和角速度不變，運(yùn)動(dòng)半徑越大，向心力越大；當(dāng)質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，運(yùn)動(dòng)角速度越大，向心力越大．
故答案為：（1）沿繩子向圓心，（2）勻速直線；（3）當(dāng)質(zhì)量和角速度不變，運(yùn)動(dòng)半徑越大，向心力越大；當(dāng)質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，運(yùn)動(dòng)角速度越大，向心力越大

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵選擇向心力公式的恰當(dāng)形式結(jié)合題意討論，并掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，及控制變量法的思想．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

13．如圖所示，兩個(gè)長(zhǎng)均為L(zhǎng)的輕質(zhì)桿，通過(guò)A、B、C上垂直紙面的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與A、B、C三個(gè)物塊相連，整體處于豎直面內(nèi)．A、C為兩個(gè)完全相同的小物塊，B物塊的質(zhì)量與A小物塊的質(zhì)量之比為2：1，三個(gè)物塊的大小都可忽略不計(jì)．A、C兩物塊分別帶有+q、-q的電荷量，并置于絕緣水平面上，在水平面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，物塊間的庫(kù)侖力不計(jì)．當(dāng)AB、BC與水平面間的夾角均為53°時(shí)，整體恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，一切摩擦均不計(jì)，并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)內(nèi)能產(chǎn)生，重力加速度為g，（sin53°=0.8，cos53°=0.6），則B物塊的質(zhì)量為$\frac{8Eq}{3g}$；若將B物塊略向下移動(dòng)一些，并由靜止釋放，則B物塊到達(dá)地面前瞬時(shí)速度的大小為$\sqrt{gL}$．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．如圖（a），一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的v?t圖線如圖（b）所示．若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為己知量，則不可求出（　　）
A．斜面的傾角B．物塊的質(zhì)量
C．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

13．采用讓重物自由下落的方法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：

現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘．
（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有（多選）CD．
A．天平           B．秒表       C．刻度尺         D．220V交流電源
（2）需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h．某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案：
A．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v．
B．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算出瞬時(shí)速度v．
C．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，計(jì)算出瞬時(shí)速度v，并通過(guò)h=$\frac{v^2}{2g}$計(jì)算出高度h．
D．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，計(jì)算出瞬時(shí)速度v．
以上方案中只有一種正確，正確的是D．（填入相應(yīng)的字母）
（3）甲同學(xué)從打出的紙帶中選出一條理想的紙帶，如圖2所示．選取紙帶上連續(xù)打出的5個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)與起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)A、C間的距離為s1，點(diǎn)C、E間的距離為s2．已知重錘的質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為f，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．從起始點(diǎn)O開(kāi)始到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減小量為△EP=mg（s0+s1），重錘動(dòng)能的增加量為△EK=$\frac{{m{{（{s_1}+{s_2}）}^2}{f^2}}}{32}$．在誤差充許的范圍內(nèi)，如果△EP=△EK，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒．
（4）乙同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點(diǎn)紙帶，在紙帶后段每?jī)蓚�(gè)計(jì)時(shí)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為1、2、3、4、5、6、7，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時(shí)的速度v．各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)見(jiàn)表：
計(jì)數(shù)點(diǎn)1234567
h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777
v/（m•s-1）1.942.332.733.133.50
v2/（m2•s-2）3.765.437.459.8012.25
他在如圖3所示的坐標(biāo)中，描點(diǎn)作出v2-h圖線．由圖線可知，重錘下落的加速度g′=9.75m/s2（保留三位有效數(shù)字）；若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，如果在誤差允許的范圍內(nèi)g′=g或9.80，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

20．用兩節(jié)干電池、電壓表（量程3V）、電流表（量程300mA）、滑動(dòng)變阻器（100Ω，2A）、定值電阻（50Ω）、小燈泡、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等組成的電路，做描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，圖1是實(shí)驗(yàn)中得到的小燈泡的伏安特性曲線．
①由圖象可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是乙（填“甲”、“乙”或“丙”）
②從圖線上可以看出，小燈泡的電阻隨電流I的變大而變大（填“變大”、“變小”或“不變”），當(dāng)電流為0.18A時(shí)，小燈泡的電阻為8.33Ω；

③若將圖2中電路圖甲（填“甲”、“乙”或“丙”）中的小燈泡兩端用導(dǎo)線短路，此電路也可用來(lái)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，要想使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并得到較理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器接入電路中的有效阻值范圍可能是下面的哪種情況？答：C．
A．0～100Ω        B．5Ω～10Ω       C．10Ω～50Ω    D．50Ω～100Ω

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

10．如圖所示，在水平地面上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車，通過(guò)定滑輪用繩子吊起一物體，若汽車和被吊物體在同一時(shí)刻的速度為v1和v2．
（1）物體的運(yùn)動(dòng)類型加速運(yùn)動(dòng)（填“勻速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)”）
（2）v1＞v2（填“＞、=、＜”）
（3）繩子的拉力＞物體的重力（填“＞、=、＜”）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

17．完成下列核反應(yīng)方程
（1）${\;}_{11}^{23}$Na+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{12}^{26}$Mg+${\;}_{1}^{1}$H    
（2）${\;}_{13}^{27}$Al+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{12}^{27}$Mg+${\;}_{1}^{1}$H
（3）${\;}_{90}^{234}$Th→${\;}_{91}^{234}$Pa+${\;}_{-1}^{0}$e
（4）${\;}_{9}^{19}$F+${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{8}^{16}$O．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

14．遠(yuǎn)距離輸電線路示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)的輸出電壓及輸電線的電阻均不變．則（　�。�
A．用戶負(fù)載增加時(shí)，升壓變壓器的原線圈中電流不變
B．降壓變壓器的原線圈中電流較小，用較粗的導(dǎo)線繞制成
C．因?yàn)橄壬龎汉笥忠祲�，所以不用變壓器直接輸電更�?jié)約電能
D．當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

15．某同學(xué)用下面的方法做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．
將足夠長(zhǎng)的木板固定在水平的桌面上，在木板虛線PP′上釘兩個(gè)釘子，木塊上釘一個(gè)釘子，橡皮筋兩端分別固定在木板的釘子上．現(xiàn)將木塊拉至虛線OO′處，釋放木塊，設(shè)其前端到達(dá)PP′時(shí)速度為v，木塊離開(kāi)橡皮筋后滑行的距離為s．

（1）如果用一根橡皮筋將木塊拉到OO′處，釋放木塊，橡皮筋對(duì)木塊做的功為W，那么，當(dāng)把三根相同的橡皮筋并起來(lái)將木塊拉到OO′處，釋放木塊，橡皮筋對(duì)木塊所做的功為3W；（圖中兩虛線間距離很小，摩擦不計(jì)）
（2）木塊離開(kāi)橡皮筋后在木板上做C
A．勻速直線運(yùn)動(dòng)    B．先加速后勻速運(yùn)動(dòng)     C．勻減速直線運(yùn)動(dòng)     D．先減速后勻速運(yùn)動(dòng)
（3）用1，2，3，4，5根橡皮筋分別對(duì)木塊做功，測(cè)得木塊離開(kāi)橡皮筋后滑行的距離為s1，s2，s3，s4，s5．以橡皮筋對(duì)木塊做的功W為縱坐標(biāo)，以滑行的距離s為橫坐標(biāo)，作出W-s圖象是過(guò)原點(diǎn)的直線，那么W與v的關(guān)系是W∝v2．

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