| 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修2

第五章 曲线运动

5.6 向心力

探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧,转动手柄,长槽和短槽随变速轮塔匀速转动,两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示,当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时,左、右变速轮塔的角速度之比分别为$1:1$$1:2$$1:3$

第三挡对应左、右皮带盘的半径之比为                 

[["$3:1$"]]

皮带传动线速度相等,第三挡变速轮塔的角速度之比为$1:3$,根据$v=\omega r$可知,第三挡对应左、右皮带盘的半径之比为$3:1$

探究向心力大小与质量之间的关系时,把皮带放在皮带盘的第一挡后,应将质量                 (选填“相同”或“不同”)的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径                 (选填“相同”或“不同”)处挡板内侧;

[["不同","相同"]]

探究向心力大小与质量之间的关系时,需要保证两个物体做圆周运动的角速度相等、半径相等,质量不同,所以应将质量不同的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧。

探究向心力大小与角速度之间的关系时,该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧,改变皮带挡位,记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边$1.5$格、右边$6.1$格,则记录该组数据时,皮带位于皮带盘的第                 挡(选填“一”“二”或“三”)。

[["二"]]

根据$F_{n}=$ $m\omega^{2}r$,其中一组数据为左边$1.5$格、右边$6.1$格,则角速度平方之比为$\dfrac{1.5}{6.1} \approx \left( \dfrac{1}{2} \right)^{2}$

可知由于误差存在,角速度之比为$\dfrac{1}{2}$,可知皮带位于皮带盘的第二挡。

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