當(dāng)前位置： 2023-2024學(xué)年廣東省廣州六中高二（上）開(kāi)學(xué)物理試卷> 試題詳情

一同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究向心力與角速度的關(guān)系。將力傳感器固定在鐵架臺(tái)上，將細(xì)線一端固定在力傳感器上，另一端固定一個(gè)直徑為d的金屬小球，該同學(xué)測(cè)出小球重心到懸點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，然后拉起小球，使細(xì)線伸直與豎直方向成一角度，靜止釋放小球，讓小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，小球中心恰好經(jīng)過(guò)光電門，該同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得小球通過(guò)光電門的時(shí)間為Δt。

（1）小球通過(guò)光電門時(shí)的角速度為
d
LΔ
t
d
LΔ
t
。
（2）多次拉起小球，每次拉起小球時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角不同，每次都記錄小球通過(guò)光電門的時(shí)間Δt,做出懸線拉力F與
1
Δ
t
2
的關(guān)系圖像如圖乙所示，已知圖像的斜率為k,截距為b,則小球的質(zhì)量為
k
L
d
2
k
L
d
2
，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?
d
2
b
k
L
d
2
b
k
L
。（用題中給出的字母表示）

【考點(diǎn)】探究圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)參數(shù)問(wèn)題；繩球類模型及其臨界條件．

【答案】

LΔ

；

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/8/7 8:0:9組卷：26引用：3難度：0.4

相似題

1．為探究向心力大小與角速度的關(guān)系，某實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；瑝K套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，力傳感器通過(guò)一細(xì)繩連接滑塊，用來(lái)測(cè)繩上拉力大小?；瑝K上固定一遮光片，寬度為d,光電門可以記錄遮光片通過(guò)的時(shí)間，測(cè)出滑塊中心到豎直桿的距離為l。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中細(xì)繩始終被拉直。
（1）在探究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí)主要采用的物理方法是
。
A．控制變量法
B．理想實(shí)驗(yàn)法
C．等效替代法
（2）滑塊隨桿轉(zhuǎn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，每經(jīng)過(guò)光電門一次，力傳感器和光電門就同時(shí)獲得一組拉力F和遮光時(shí)間t,則滑塊的角速度ω=
（用t、l、d表示）。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)裝置轉(zhuǎn)速較小時(shí)，遮光時(shí)間t較大，力傳感器的示數(shù)為0，造成該現(xiàn)象的原因是
。
（3）為驗(yàn)證向心力大小與角速度的關(guān)系，得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，應(yīng)作出F與
（填“t”、“
1
t
”或“
1
t
2
”）的關(guān)系圖像。
發(fā)布：2024/8/3 8:0:9組卷：19引用：2難度：0.7
解析

2．向心力演示器裝置如圖所示，兩個(gè)塔輪通過(guò)皮帶連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使長(zhǎng)槽和短槽分別隨相應(yīng)的塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的金屬小球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)小球的壓力提供向心力，小球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，從而露出標(biāo)尺（黑白相間的等分格）。為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道角速度ω之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（　?。?/h2>

A．應(yīng)使用兩個(gè)質(zhì)量不等的小球

B．應(yīng)使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離不相同

C．應(yīng)將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上

D．若皮帶套在兩個(gè)塔輪的最下端，則右邊標(biāo)尺上漏出的黑白相間的等分格多

發(fā)布：2024/9/19 14:0:8組卷：19引用：2難度：0.5

解析

3．探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可使變速塔輪、長(zhǎng)槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂的擋板提供，同時(shí)，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y(cè)力筒下降，從而露出測(cè)力筒內(nèi)的標(biāo)尺，標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個(gè)小球所受向心力的比值。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑之比為1：2：1。
（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，利用了
（填“理想實(shí)驗(yàn)法”“等效替代法”或“控制變量法”）來(lái)探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。
（2）探究向心力的大小與圓周運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇兩個(gè)質(zhì)量
（填“相同”或“不同”）的小球，分別放在擋板C與
（填“擋板A”或“擋板B”）處，同時(shí)選擇半徑
（填“相同”或“不同”）的兩個(gè)塔輪。
（3）若放在長(zhǎng)槽和短槽的三個(gè)小球均為質(zhì)量相同的鋼球，皮帶所在塔輪的半徑為1：1，逐漸加大轉(zhuǎn)速，左右標(biāo)尺露出的紅色、白色等分標(biāo)記之比會(huì)
。（填“變大”、“變小”、“不變”或“無(wú)法確定”）
發(fā)布：2024/8/8 8:0:9組卷：13引用：2難度：0.5
解析

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