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利用如图实验状态可验证做匀速圆周运动的物体所受合外力与所需向心力的“供”“需”关系，启动小电动机带动小球做圆锥摆运动，不计一切阻力，移动水平圆盘，当盘与球恰好相切时关闭电动机，让球停止运动，悬线处于伸直状态。利用弹簧秤水平径向向外拉小球，使小球恰好离开圆盘且处于静止状态时，测出水平弹力的大小F。

(1)为算出小球做匀速圆周运动时所需向心力，下列物理还应该测出的有______。

A.用秒表测出小球运动周期T

B.用刻度尺测出小球做匀速圆周运动半径r

C.用刻度尺测出小球到绳的悬点的竖直高度h

D.用天平测出小球质量m

(2)小球做匀速圆周运动时，所受重力与绳拉力的合力大小______弹簧秤测出F大小。选填“大于”或“等于”或“小于”

(3)当所测物理量满足______关系式时，则做匀速圆周运动的物体所受合外力与所需向心力的“供”“需”平衡。

高三物理实验题中等难度题

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试题答案

试题解析

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利用如图实验状态可验证做匀速圆周运动的物体所受合外力与所需向心力的“供”“需”关系，启动小电动机带动小球做圆锥摆运动，不计一切阻力，移动水平圆盘，当盘与球恰好相切时关闭电动机，让球停止运动，悬线处于伸直状态。利用弹簧秤水平径向向外拉小球，使小球恰好离开圆盘且处于静止状态时，测出水平弹力的大小F。
(1)为算出小球做匀速圆周运动时所需向心力，下列物理还应该测出的有______。
A.用秒表测出小球运动周期T
B.用刻度尺测出小球做匀速圆周运动半径r
C.用刻度尺测出小球到绳的悬点的竖直高度h
D.用天平测出小球质量m
(2)小球做匀速圆周运动时，所受重力与绳拉力的合力大小______弹簧秤测出F大小。选填“大于”或“等于”或“小于”
(3)当所测物理量满足______关系式时，则做匀速圆周运动的物体所受合外力与所需向心力的“供”“需”平衡。

高三物理实验题中等难度题查看答案及解析
如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。
（1）若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为g。
① 小球做圆周运动所需的向心力大小可能等于______（选填选项前的字母）。
A.绳子对球拉力　　　　　　 B.小球自身重力　　
C.拉力和重力的合力　　　 D.拉力在水平方向的分力
② 在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小Fn=______（用m、n、t、r及相关的常量表示）。用刻度尺测得细线上端悬挂点到球心的距离为l，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F=_______（用m、l、r及相关的常量表示）。　　　
③ 保持n的取值不变，用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。研学小组的同学们根据小球所受的合力F与向心力Fn大小相等的关系，画出了如图所示的图像，测得图线的斜率为k，则由此图线可知，重力加速度的测量值应为__________。
（2）考虑到实验的环境、测量条件等实际因素，对于这个验证性实验的操作，下列说法中正确的是_______（选填选项前的字母）。
A. 小球质量的测量误差不影响本实验验证
B. 小球匀速圆周运动半径的测量影响本实验验证
C. 在其他因素不变的情况下，实验中细绳与竖直方向的夹角越大，小球做圆周运动的线速度越大
D. 在细绳与竖直方向的夹角保持不变的情况下，实验中细绳越长，小球做圆周运动的线速度越大
（3）在考虑到有空气阻力的影响下，上述实验中小球运动起来后，经过比较长的时间，会发现其半径越来越小，足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。这与无动力人造地球卫星在微薄阻力下的运动有很多类似。若小球和卫星在每转动一周的时间内半径变化均可忽略，即每一周都可视为匀速圆周运动，请对小球和卫星运动的周期变化情况进行分析与比较_____。

高三物理实验题困难题查看答案及解析
在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥验证向心力公式．
（I ）在上述实验中还需要测量的物理量有哪些______
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
（II）为了验证向心力公式正确．请用已知的物理量和第（I）题中你所选择的物理量表示出AD间距S=______．
（III）这一实验方法简单易行．但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条_：______．

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥验证向心力公式．
（I ）在上述实验中还需要测量的物理量有哪些______
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
（II）为了验证向心力公式正确．请用已知的物理量和第（I）题中你所选择的物理量表示出AD间距S=______．
（III）这一实验方法简单易行．但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条_：______．

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在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥验证向心力公式．
（I ）在上述实验中还需要测量的物理量有哪些______
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
（II）为了验证向心力公式正确．请用已知的物理量和第（I）题中你所选择的物理量表示出AD间距S=______．
（III）这一实验方法简单易行．但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条_：______．

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在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥验证向心力公式．
（I ）在上述实验中还需要测量的物理量有哪些______
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
（II）为了验证向心力公式正确．请用已知的物理量和第（I）题中你所选择的物理量表示出AD间距S=______．
（III）这一实验方法简单易行．但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条_：______．

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在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥验证向心力公式．
（I ）在上述实验中还需要测量的物理量有哪些______
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
（II）为了验证向心力公式正确．请用已知的物理量和第（I）题中你所选择的物理量表示出AD间距S=______．
（III）这一实验方法简单易行．但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条_：______．

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某同学要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．使用如下器材和装置：小球（质量为m）、秒表、米尺，一个圆锥摆（如图所示）．请在空格中填入适当的公式和文字，完成实验．
①悬线一端固定于悬点O，使小球在水平面内做匀速圆周运动，记下此时小球离悬点的高度和圆周运动的半径r，测量小球做圆周运动的周期T
②小球所受的合外力F=　　　（用m、h、r表示）．
③改变　　　　，重复步骤①．
④以　　　　为横坐标，　　　　为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．

高三物理实验题简单题查看答案及解析
在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图（a）所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐．将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时刚好位于圆心正上方．用手带动钢球，设法使它在空中做匀速圆周运动，通过俯视观察发现其做圆周运动的半径为r，钢球的质量为m，重力加速度为g．
（1）用秒表记录运动n圈的总时间为t，那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为：____________；
（2）通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h，那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为F=__________；
（3）改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图（6）所示的关系图象，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率表达式为___________．

高三物理填空题中等难度题查看答案及解析
人造卫星进入轨道作匀速圆周运动，卫星内的物体
①处于完全失重状态，所受重力为零
②处于完全失重状态，但仍受重力作用
③所受的重力完全提供它跟随卫星一起作匀速圆周运动的向心力
④处于平衡状态，即所受外力为零
以上说法中正确的有（）
A．②③
B．①④
C．②④
D．③④
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