【題目】用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系.兩個變速輪塔通過皮帶連接,轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動,槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運動.橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力,鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降,從而露出標尺,標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值.如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態(tài).

(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時,要保持_____相同.

A. mr B.ωm C.ωr D.mF

(2)圖中所示,兩個鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等,則是在研究向心力的大小F______的關(guān)系.

A.質(zhì)量m B. 角速度ω C. 半徑r

(3) 圖中所示,兩個鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等,若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1:9,與皮帶連接的兩個變速輪塔的半徑之比為______

A.1:3 B.9:1 C.1:9 D. 3:1

【答案】 C B D

【解析】(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、要控制角速度和半徑r的大小不變,故選C.
(2)圖中兩球的質(zhì)量相同,轉(zhuǎn)動的半徑相同,則研究的是向心力與角速度的關(guān)系.所以B選項是正確的.
(3)根據(jù),兩球的向心力之比為1:9,半徑和質(zhì)量相等,則轉(zhuǎn)動的角速度之比為1:3,因為靠皮帶傳動,變速輪塔的線速度大小相等,根據(jù) ,知與皮帶連接的變速輪塔對應(yīng)的半徑之比為3:1.D正確;

故本題答案是: (1). C (2). B (3). D

練習(xí)冊系列答案
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