第四章 实验6 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系（课件PPT）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 实验6　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 栏目索引 强基础·知识整合 讲核心·考点突破 强基础·知识整合 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 讲核心·考点突破 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 实验6 返回导航 第1轮 物理 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 谢谢观看！ 实验器材 向心力演示器 实验操作 1．探究F与ω的关系 把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度不一样，记录实验数据． 2．探究F与r的关系 保持两个小球质量不变，增大长槽上小球的转动半径．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度相同，记录实验数据． 3．探究F与m的关系 换成质量不同的球，分别使两球的转动半径相同．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度也相同，记录实验数据． 摇动手柄时应缓慢加速，仔细观察其中一个测力计的标尺．当测力计标尺的格数达到预定值时，即保持转速均匀恒定． 数据记录及分析 1．分别作出F向­ω2、F向­r、F向­m的图像． 2．实验结论 (1)在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比． (2)在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比． (3)在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比． 命题点一　教材原型实验　　　　　　　　　物理观念、科学探究 用如图所示的实验装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验． (1)本实验采用的科学方法是________． A．控制变量法　　　 B．累积法 C．微元法 D．放大法 (2)图甲的情景正在探究的是________． 甲 A．向心力的大小与半径的关系 B．向心力的大小与线速度的关系 C．向心力的大小与角速度的关系 D．向心力的大小与物体质量的关系 (3)图丙为图乙的俯视图．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，则两槽转动的角速度 ωA________ωB.(选填“>”“＝”或“<”). INCLUDEPICTURE "Q792.TIF" 乙　　 　　　　　　　丙 (4)现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，情景为图乙和图丙所示．则钢球①、②的线速度之比为________． 答案：(1)A　(2)D　(3)＝　 (4)2∶1 解析：(1)在这个装置中，控制小球转动的半径和角速度不变，只改变小球质量，来研究向心力大小与小球质量之间的关系，故采用的科学方法是控制变量法，A正确． (2)控制小球转动的半径、角速度不变，只改变小球质量，研究的是向心力大小与小球质量之间的关系，所以D选项是正确的． (3)因两轮ab转动的角速度相同，而两槽的角速度与两轮角速度相同，则两槽转动的角速度相等，即ωA＝ωB. (4)钢球①、②的角速度相同，半径之比为2∶1，则根据v＝ωr可知，线速度之比为2∶1. 命题点二　实验的拓展与创新　　　　　　　　　科学探究、科学思维 在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，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．用手带动钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径r做圆周运动，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中需要的向心力表达式为Fn＝________． (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Fn＝________． (3)改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示 eq \f(t2,n2) ­h的关系图像，可以达到粗略验证向心力表达式的目的