Question

3．向心力演示器如圖所示．轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速塔輪2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)�擋板的反作用力通過橫臂的杠桿使彈簧測(cè)力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個(gè)球所受向心力的大�。�皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可改變兩個(gè)塔輪的轉(zhuǎn)速比，以探究物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小跟哪些因素有關(guān)、具體關(guān)系怎樣．現(xiàn)將小球A和B分別放在兩邊的槽內(nèi)，小球A和B的質(zhì)量分別為m_A和m_B，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r_A和r_B．皮帶套在兩塔輪半徑相同的兩個(gè)輪子上，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯示標(biāo)尺8上左邊露出的等分格子多于右邊，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 若r_A＞r_B，m_A=m_B，說(shuō)明物體的質(zhì)量和角速度相同時(shí)，半徑越大向心力越大
• B． 若r_A＞r_B，m_A=m_B，說(shuō)明物體的質(zhì)量和線速度相同時(shí)，半徑越大向心力越大
• C． 若r_A=r_B，m_A≠m_B，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的半徑和線速度相同時(shí)，質(zhì)量越大向心力越小
• D． 若r_A=r_B，m_A≠m_B，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的半徑和角速度相同時(shí)，質(zhì)量越大向心力越小

Answer 1

分析 這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證向心力公式，皮帶套在兩塔輪半徑相同的兩個(gè)輪子上，說(shuō)明兩個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，結(jié)合恰當(dāng)?shù)南蛐牧�公式討論即可�?/p>

解答 解：根據(jù)題意，皮帶套在兩塔輪半徑相同的兩個(gè)輪子上，因而ω_A=ω_B
A、D、標(biāo)尺8上左邊露出的等分格子多于右邊，因而F_A＞F_B
根據(jù)向心力公式，F(xiàn)=mω²r，A正確，D錯(cuò)誤；
B、根據(jù)向心力公式，F(xiàn)=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，若r_A＞r_B，m_A=m_B，則物體的質(zhì)量和線速度相同時(shí)，半徑越大向心力越�。�故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)向心力公式，F(xiàn)=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，若r_A=r_B，m_A≠m_B，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的半徑和線速度相同時(shí)，質(zhì)量越大向心力越大．故C錯(cuò)誤．
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)是為了讓學(xué)生體驗(yàn)到向心力的大小與那些因素有關(guān)，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．