如图所示,是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验,实验步骤如下:
(1)用秒表记下钢球运动n圈的时间t。
(2)通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r,并用天平测出钢球质量m。
(3)测出钢球(以球心为准)到悬点的竖直高度h。用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式F1=______,钢球所受合力的表达式F2=______。下面是一次实验得到的数据,代入上式计算结果F1=______N,F2=______N.(g取10m/s2,π2≈10,保留三位有效数字)
(4)比较上述向心力F1和合力F2,得出了实验结论。
m (kg) | r (m) | n (转) | t (秒) | h (m) |
0.1 | 0.025 | 40 | 30.2 | 0.145 |
高一物理实验题中等难度题
在“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验中,细线下面悬挂一个钢球,细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球,设法使它沿纸上的某个圆做圆周运动(钢球恰不触及纸面)。
(1)在该实验中,利用公式计算钢球所受的向心力,
可以用秒表测量钢球运动 ________所用的时间t,通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的________,再用天平测出钢球的质量m。即可利用公式计算出向心力。
(2)求小球受到的合力。结合上一问的测量,只要再测出悬点与小球间的竖直高度h,
分析计算合力F=________(用你所测物理量符号表示)。
(3)若与F在误差范围相等,便粗略验证了向心力表达式正确性。
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某同学用圆锥摆粗略验证向心力的表达式Fn=mrω2,实验装罝如图所示.细线下悬挂一个钢球,上端固定在铁架台上,将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心处,与白纸接触但无挤压.用手带动钢球,设法使它沿纸面上某个圆做圆周运动.测得钢球质量m=0.100kg,转动的圆周半径为3.30cm,细线悬点与白纸上圆心的距离d=1.10m,当地重力加速度g=9.8m/s2.(计箅结果保留三位有效数字)
(1)图中细线与竖直方向的夹角θ比较小,可认为tanθ≈sinθ,其中sinθ=_____;依据受力分析,钢球做匀速圆周运动时所受的合外力F1=________N;
(2)用秒表测得圆锥摆运动30圈的总时间为t=62.5s,则该圆周运动周期T=______s,再利用向心力的表达式Fn=mrω2可以得到钢球运动的向心力F2 =_______N.
(3)在误差允许的范围内,可认为F1_______F2(填“=”、“>”、“<”),证明向心力的表达式是正确的.
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某同学用圆锥摆粗略验证向心力的表达式Fn=mrω2,实验装罝如图所示.细线下悬挂一个钢球,上端固定在铁架台上,将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心处,与白纸接触但无挤压.用手带动钢球,设法使它沿纸面上某个圆做圆周运动.测得钢球质量m=0.100kg,转动的圆周半径为3.30cm,细线悬点与白纸上圆心的距离d=1.10m,当地重力加速度g=9.8m/s2.(计箅结果保留三位有效数字)
(1)图中细线与竖直方向的夹角θ比较小,可认为tanθ≈sinθ,其中sinθ=_____;依据受力分析,钢球做匀速圆周运动时所受的合外力F1=________N;
(2)用秒表测得圆锥摆运动30圈的总时间为t=62.5s,则该圆周运动周期T=______s,再利用向心力的表达式Fn=mrω2可以得到钢球运动的向心力F2 =_______N.
(3)在误差允许的范围内,可认为F1_______F2(填“=”、“>”、“<”),证明向心力的表达式是正确的.
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如图所示是“用圆锥摆实验验证向心力公式”的实验,细线下悬挂了一个质量为m的小钢球,细线上端固定在O点。将画有几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使小钢球静止时(细线张紧)正好位于同心圆圆心处。用手带动小钢球,设法使它沿纸上的某个圆周运动,随即手与球分离。(当地的重力加速度为g)。
(1)用秒表记录小钢球运动n圈的时间t,从而测出此时钢球做匀速圆周运动的周期T=_________;
(2)再通过纸上的圆,测出小钢球的做匀速圆周运动的半径R; 可算出小钢球做匀速圆周运动所需的向心力F向=____________;
(3)为了验证向心力公式,现测量出细绳长度L,请用m、g、L、R表示出小钢球做匀速圆周运动时所受的合力F合=_______________(小钢球的直径与绳长相比可忽略)
(4)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“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中,如图甲所示,细绳的悬点刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线平齐.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.用手带动钢球在水平面上做圆锥摆,设法使它刚好对纸面无压力沿纸上某个半径为r的圆周运动,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时需要的向心力表达式为Fn=________.
(2)通过刻度尺测得小球运动的轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动时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,得到如图乙所示的关系图像,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________.
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(题文)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:F=____________________;
(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(b)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___________.
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(题文)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:F=____________________;
(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(b)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___________.
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(题文)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:F=____________________;
(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(b)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___________.
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(题文)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:F=____________________;
(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(b)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___________.
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