第四章 实验六 探究向心力大小与半径，角速度，质量的关系-【勤径学升】2025年高考物理一轮总复习（人教版）

国高考一轮总复习·物理 实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 >对应答案P499 实验技能储备 原理装置图 操作要领 方法一控制变量法 (1)控制小球质量和运动半径不变，探究向心力大小 与角速度的关系 (2)控制小球质量和角速度不变，探究向心力大小与 运动半径的关系 [转动手锈？3魂塔轮4.长粒5.短橙6惘 7调测力套每8标尺 (3)控制小球运动半径和角速度不变，探究向心力大 向心力演示器 小与质量的关系 注意事项 1.定性感知实验中，轻小球受到的重力与拉力相比可忽略 2.使用向心力演示器时应注意： (1)将横臂紧固螺钉旋紧，以防小球和其他部件飞出面造成事故 (2)摇动手柄时应力求缓慢加速，注意观察其中一个测力套筒上标尺的格数。达到预定格数时，保持转速 均匀恒定 考点 教材原型实验 (2)在某次实验中，某同学把两个质量相等的小 典例剖析 球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮 半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手 [例1门某实验小组利用如图所示的装置进行“探 柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为 究向心力大小与半径、角速度，质量的关系”实 1:4. 验。转动手柄，可使塔轮，长槽和短槽随之匀速 (3)若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1 转动。塔轮自上而下有三层，每层左、右半径比 的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为 分别是1：1、2：1和31。左，右塔轮通过皮带 ,当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺 连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔 露出9个等分格，则实验说明 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到左、右塔 针对训练 轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周 1.如图所示为向心力演示装置，匀速转动手柄1， 运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的 可以使变速塔轮2和3以及 格数判断。 长柚4和短槽5随之匀速转 动，槽内的小球也随着做匀 速圆周运动。使小球做匀 速圆周运动的向心力由横 臂6的挡板（即挡板A、B、C)对小球的压力提 (1)该实验用到的方法是 供。球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用 A.理想实验法 B.等效替代法 使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据 C.微元法 D.控制变量法 标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计 80 第四章曲线运动与万有引力定律回 算出两个球做圆周运动所需的向心力的比值。 (2)把两个质量不同的小球分别放在挡板A和C 利用此装置可以探究做匀速圆周运动的物体需 位置，皮带套在左，右两个塔轮的半径之比为 要的向心力的大小与哪些因素有关。已知小球 1:2,则放在挡板A处的小球与C处的小球角速 在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为 度大小之比为 1:2:1 (1)要探究向心力与轨道半径的关系时，把皮带套 (3)把两个质量相同的小球分别放在挡板B和C 在左、右两个塔轮的半径相同的位置，把两个质量 位置，皮带套在左、右两边塔轮的半径之比为 (选填“相同”或“不同”)的小球放置在挡 3:1,则转动时左，右标尺上露出的红白相间的等 伞 和挡板 位置（后两空均选填 分格数之比为 “A”“B”或“C"). 考点2 创新拓展实验 角度创新 ①用游标卡尺测出钢球直 径d: 开力传感器 角度1实验器材的创新 ②将钢球悬挂静止不动，此 例2]一同学通过图甲所示的装置探究物体做 时力传感器示数为F,用米 圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的 尺量出线长L: 关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直 ③将钢球拉到适当的高度处 杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑 由静止释放，光电门计时器 计时器 块，用来测量向心力的大小F。滑块上固定一遮 测出钢球的遮光时间为，力 光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的 传感器示数的最大值为F2: 线速度。该同学先保持滑块质量和半径不变， 已知当地的重力加速度大小为g,请用上述测得 来探究向心力大小与线速度大小的关系。 的物理量表示： (1)钢球经过光电门时的线速度表达式v= 光电门 力传盛器 向心力表达式F向=mR (2)钢球经过光电门时所受合力的表达式F。 (3)若在实验误差允许的范围内F=F金，则验 证了向心力与线速度的关系。该实验可能的误 FN 6.4- 差有： (写出一条即可) 4.0 针对训练 20 2.我国航天员在天宫一号中处于完全失重状态，如 204.06.08.02/m2s) 图甲所示。此时无法用天平称量物体的质量 (1)该同学采用的实验方法主要是 某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实 (填正确答案标号) 验装置，如图乙所示，光电传感器B能够接收光 A.理想模型法B.控制变量法C.等效替代法 源A发出的细激光束，若B被挡光就将一个电 (2