专题四 第20练 实验：探究平抛运动的特点,探究向心力大小与半径、加速度和质量的关系-【师大金卷】2024高考物理一轮复习小题狂练（新高考）

专题四 曲线远动 万有引力 第20练实验：探究平抛运动的特点 探究向心力大小与半径、加速度和质量的关系 链接答案P24 班级： 姓名： 分值： 硬板 白纸 【考点落实练】 1,向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆 周运动所需向心力的大小F与质量m、角速 度ω和半径”之间的关系.两个变速塔轮通 过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分 别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽 (1)下列实验条件必须满足的有 内的钢球就做匀速圆周运动.横臂的挡板对 A.斜槽轨道光滑 钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作 B.斜槽轨道末端水平 用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下 C.挡板高度等间距变化 降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 格显示出两个钢球所受向心力的比值.如图 (2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖 是探究过程中某次实验时装置的状态. 直方向为y轴的坐标系 标大1标大2 a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球 变速 丽球钢球 塔纶1 静置于Q点，钢球的 (选填“最上端” 变速 “最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即 些轮2 为原点；在确定y轴时 (选填“需要” 皮带 或者“不需要”)y轴与重垂线平行. 于柄 b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下 (1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度 述方法处理数据：如图所示，在轨迹上取A、 仙和半径r之间的关系时主要用到了物理学 B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为 中的 x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和 A.理想实验法 B.等效替代法 ,则必 3 (选填“大于”“等于”或者 C.控制变量法 D.演绎法 练 (2)若两个钢球质量和运动半径相等，则是在 “小于”).可求得钢球平抛的初速度大小为 研究向心力的大小F与 的关系： (已知当地重力加速度为g,结果用上 045 A.钢球质量m B.运动半径， 述字母表示). C.角速度w (3)若两个钢球质量和运动半径相等，标尺上 物 红白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所 受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的变 速塔轮1和变速塔轮2的半径之比为 A.1:3 B.3:1 (3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提 C.1:9 D.9:1 出了以下三种方案，其中可行的是 2.用如图所示装置研究平抛运动.将白纸和复 A.用细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片， 写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球 即可得到平抛运动轨迹 沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水 B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在 平挡板MN上.由于挡板靠近硬板一侧较低， 不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得 钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤 到平抛运动轨迹 压出一个痕迹点.移动挡板，重新释放钢球， C,将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧 如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点. 靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将 会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 快乐考生 让学习快乐起来！ 线，如图丙所示，若滑块运动半径r=0.2m,由 【能力提升练】 图线可得滑块的质量m= kg(保留2 位有效数字). 3.在做“探究平抛运动的特点”的实验时： 5.某同学为探究圆周运动的基本规律设计如图 (1)钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸 所示的实验装置，在支架上固定一个直流电 上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y轴，竖直线是用 来确定的 动机，电动机转轴上固定一拉力传感器，传感 (2)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示， 器正下方用细线连接一个小球.在装置侧面 由轨迹可知，竖直距离yOA：yAB:y三 连接一位置可以调节的电子计数器，实验操 ,这表明竖 作如下： ,toA tAB IBC= 直方向是初速度为 的 直流巾源 运动. 拉力传愿格 */m 电子计数器 0.8 词 支知 m 0.04 ①电动机不转动时，记录拉力传感器的示数 (3)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点， 为F: 测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了y ②闭合电源开关，稳定后，小球在水平面做匀 速圆周运动，记录此时拉力传感器的示数 x2图像（如图乙），此平抛物体的初速度= 为2F: 0.49m/s,则竖直方向的加速度g ③稳定后，调节计数器的位置，当小球第一次 m/s2.(结果保留3位有效数字) 经过离计数器最近的A点时开始计数，并记 4.一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周 录为1次，记录小球n次到达A点的时间t: 运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的 ④切断电源，整理器材 关系.滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖 请回答下列问题： 直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳 (1)小球运动的周期为 连接滑块，用来测量向心力的大小F,