高三物理解答题中等难度题
向心力演示器如图所示.转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动.小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小.现将小球分别放在两边的槽内,为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系,下列做法正确的是 ( )
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的钢
球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的钢
球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的钢
球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的钢
球做实验
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红表笔 | A | A | B | B | C | C |
黑表笔 | B | C | A | C | A | B |
测量结果 | 接近0Ω | 接近10kΩ | ∞ | 10kΩ | ∞ | 10kΩ |
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向心力演示器如图所示。转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可改变两个塔轮的转速比,以探究物体做圆周运动的向心力大小跟哪些因素有关、具体关系怎样。现将小球A和B分别放在两边的槽内,小球A和B的质量分别为mA和mB,做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上,实验现象显示标尺8上左边露出的等分格子多于右边,则下列说法正确的是:
A.若rA>rB,mA=mB,说明物体的质量和角速度相同时,半径越大向心力越大
B.若rA>rB,mA=mB,说明物体的质量和线速度相同时,半径越大向心力越大
C.若rA=rB,mA≠mB,说明物体运动的半径和线速度相同时,质量越大向心力越小
D.若rA=rB,mA≠mB,说明物体运动的半径和角速度相同时,质量越大向心力越小
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如图所示,是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄,可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层,每层左右半径比分别是1:1、2:1和3:1。左右塔轮通过皮带连接,并可通过改变皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时,将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A(或B)处,A、C到塔轮中心的距离相等。两个小球随塔轮做匀速圆周运动,向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。
(1)在该实验中应用了 _____来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法
(2)用两个质量相等的小球放在A、C位置,匀速转动时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4格,
则皮带连接的左右塔轮半径之比为 _______。
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