专题07 探究影响向心力大小的因素-2021-2022学年高一物理下学期期中考试好题汇编（人教版2019）

专题07 探究影响向心力大小的因素 1．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法； A．理想实验法       B．等效替代法       C．控制变量法       D．演绎法 （2）在探究向心力的大小与质量关系时，要保持不变的是______（填选项前的字母）。 A．和       B．和       C．和       D．和 （3）图中所示是在探究向心力的大小与______（填选项前的字母）。 A．质量的关系       B．半径的关系       C．角速度的关系 （4）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。 A．       B．       C．       D． 2．如图所示，图甲为“利用向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为其俯视图，图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时， （1）本实验采用的科学方法是______； （2）两槽转动的角速度______（填“＞”“＝”或“＜”）； （3）现有两个质量相同的钢球，球1放在A槽的横臂挡板处，球2放在B槽的横臂挡板处，它们到各自转轴的距离之比为2：1。则钢球1、2的线速度之比为______；当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为______时，向心力公式得到验证。 3．在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的___________。 A．理想实验法          B．等效替代法          C．控制变量法          D．演绎法 （2）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮_________相连，同时选择球1和球2作为实验球； （3）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，此时轮②和轮⑤的角速度之比为_____________ 。 4．向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图1所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽糟内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杄作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。 A．控制变量法B．等效替代法C．理想实验法 （2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。 A．应使用两个质量不等的小球 B．应使两小球离转轴的距离相同 C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上 （3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。 5．如图所示是某同学探究做圆周运动的物体的向心力、轨道半径及线速度大小关系的实验装置，带速度显示功能的遥控小车通过穿过桌面中央的小孔的细线连接力的传感器，不计细线与小孔摩擦，力传感器可测量向心力，遥控小车线速度大小可从遥控器上读出，该同学保持小车质量和运动半径不变，来探究向心力与线速度大小的关系： （1）该同学采用的实验方法为______。 A．等效替代法       B．控制变量法       C．理想化模型法 （2）改变线速度大小，多次测量，该同学测出了五组、数据，如下表所示。 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.30 0