Question

【題目】用如圖甲所示的實驗裝置來探究小球作圓周運動所需向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系，轉動手柄l使長槽4和短槽5分別隨變速輪塔2、3勻速轉動，槽內的球就做勻速圓周運動。橫臂6的擋板對球的壓力提供了向心力，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒7下降，從而露出標尺8，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值，小球有鋼球、橡膠球兩種規格：

(1)本實驗采用的實驗方法主要是_____________、轉換法；在探究向心力的大小F與半徑r的關系時，要保持__________相同；

A．和r B．和m C．m和r D．m和F

(2)如圖乙所示是某次實驗時的情景，這是在研究向心力的大小F與_______的關系。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1：4，運用圓周運動知識可以判斷與皮帶連接的變速輪塔對應的半徑之比為____________。

Answer 1

【答案】控制變量法 B 角速度 2：1

【解析】

(1)[1][2]在研究向心力的大小與質量、角速度和半徑之間的關系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關系，該方法為控制變量法。在探究向心力的大小F與半徑r的關系，要控制質量、角速度不變，故選B。

(2)[3]圖乙中兩球的質量相同，轉動的半徑相同，則研究的是向心力F與角速度的關系；

[4]根據

兩球的向心力之比為，半徑和質量相等，則轉動的角速度之比為，因為靠皮帶傳動，變速輪塔的線速度大小相等，根據

知與皮帶連接的變速輪塔對應的半徑之比為。