Question

【題目】圖示為驗(yàn)證向心力跟質(zhì)量、半徑、角速度關(guān)系式的實(shí)驗(yàn)裝置，金屬塊放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周運(yùn)動(dòng)，改變電動(dòng)機(jī)的電壓，可以改變轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速，光電計(jì)時(shí)器可以記錄轉(zhuǎn)臺(tái)每轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間，金屬塊被約束在轉(zhuǎn)臺(tái)的凹槽中，只能沿半徑方向移動(dòng)，且跟轉(zhuǎn)臺(tái)之間的摩擦力很小可以忽略。

(1)某同學(xué)為了探究向心力跟角速度的關(guān)系，需要控制_____________和______________兩個(gè)變量保持不變，改變轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速，對(duì)應(yīng)每個(gè)轉(zhuǎn)速由_____________讀出金屬塊受到的拉力，由光電計(jì)時(shí)器讀出轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T，計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=______________。

(2)上述實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)多次改變轉(zhuǎn)速后，記錄一組力與對(duì)應(yīng)周期數(shù)據(jù)，他用圖像法來處理數(shù)據(jù)，結(jié)果畫出了如下圖所示的圖象，圖線是一條過原點(diǎn)的直線，請(qǐng)你分析他的圖象橫坐標(biāo)x表示的物理量是______________，國(guó)際單位是_______________。

(3)為了驗(yàn)證向心力跟半徑、質(zhì)量的關(guān)系，還需要用到的實(shí)驗(yàn)器材有______________和_______________。

Answer 1

【答案】 金屬塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑 金屬塊質(zhì)量 傳感器 ω=2π/T ω2 rad2/s2 刻度尺 天平

【解析】(1) 根據(jù)F=mrω2，知要研究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需控制金屬塊質(zhì)量和金屬塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不變；改變轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速，對(duì)應(yīng)每個(gè)轉(zhuǎn)速由傳感器讀出金屬塊受到的拉力，由光電計(jì)時(shí)器讀出轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T，計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

(2) 為了探究向心力跟角速度的關(guān)系，用圖像法來處理數(shù)據(jù)，圖線是一條過原點(diǎn)的直線，根據(jù)F=mrω2，圖象橫坐標(biāo)x表示的物理量是，由可知國(guó)際單位是rad2/s2；

(3) 為了驗(yàn)證向心力跟半徑、質(zhì)量的關(guān)系，需要測(cè)金屬塊轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和金屬塊質(zhì)量，故需要用到的實(shí)驗(yàn)器材有刻度尺和天平。