Question

【題目】如圖甲所示是一個研究向心力與哪些因素有關的DIS實驗裝置的示意圖，其中做勻速圓周運動的圓柱體的質量為m，放置在未畫出的圓盤上．圓周軌道的半徑為r，力電傳感器測定的是向心力，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度，以下是所得數據和圖乙所示的F－v、F－v2、F－v3三個圖象：

(1)數據表和圖乙的三個圖象是在用實驗探究向心力F和圓柱體線速度v的關系時保持圓柱體質量不變，半徑r＝0.1 m的條件下得到的．研究圖象后，可得出向心力F和圓柱體速度v的關系式：____________________.

(2)為了研究F與r成反比的關系，實驗時除了保持圓柱體質量不變外，還應保持物理量________不變．

(3)根據你已經學習過的向心力公式以及上面的圖線可以推算出，本實驗中圓柱體的質量為____________．

Answer 1

【答案】 F＝0.88v2 線速度 0.088 kg

【解析】(1)研究數據表和圖乙中B圖不難得出F∝v2，進一步研究知圖乙斜率，故F與v的關系式為F＝0.88v2。

(2) 該實驗運用控制變量法研究物理量的關系，根據向心力公式，知為研究F與r的關系，實驗時除保持圓柱體的質量不變外，還應保持不變的物理量是線速度v。

(3)由＝0.88v2，r＝0.1 m，解得：m＝0.088 kg。