第六章圆周运动实验探究题-高中物理人教版必修第二册

第六章圆周运动实验探究题-高中物理人教版必修第二册 1．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。 (1)下列实验的实验方法与本实验相同的是___________； A．探究平抛运动的特点 B．探究加速度与力、质量的关系 C．探究两个互成角度的力的合成规律 (2)当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径 （选填“相同”或“不同”）； (3)当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板 （填“A、C”或者“B、C”） 2．某同学设计实验“探究向心力大小与半径、角速度的关系”，装置如图甲所示，角速度ω可调节的水平圆盘，沿半径方向固定一光滑凹槽，小球Q通过轻绳与传感器在圆心O处连接，且可在凹槽内沿半径方向滑动，当小球与凹槽一起绕圆心O旋转时，传感器可测出转动的角速度和轻绳的拉力大小。 (1)用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d= mm； (2)关闭转动盘的开关，转盘缓慢减速，测出这一过程的角速度ω和轻绳拉力F数据，作出F与ω2的关系图像如图丙所示，由图可判断当小球质量m和转动半径r一定时，ω减小，F （选填“增大”“减小”或“不变”），已知r=0.40m，根据相关数据可求得小球的质量m= kg（计算结果保留2位有效数字）。 (3)在“探究向心力大小F与转动半径r的关系”时，根据实验数据得出F与r的关系图像如图丁所示，图线没有过原点，图线没有过原点的原因可能是 。 A．把轻绳长作为转动的半径 B．把轻绳长与小球直径之和作为转动的半径 C．凹槽不够光滑小球受到指向圆心的摩擦力 3．某同学设计了一个探究向心力F的大小与角速度和半径r之间关系的实验。选一根圆珠笔杆，取一根2.5m长的尼龙细线，一端系一个小钢球；另一端穿过圆珠笔杆，吊上若干质量相同的钩码，如图所示。调节尼龙细线，使小钢球距圆珠笔杆的顶口（笔尖部）的线长为0.5m。握住圆珠笔杆，并在该同学头部的上方尽量使小钢球稳定在一个水平面内做匀速圆周运动。 （1）为了让小球做匀速圆周运动的向心力大小近似等于悬挂钩码的重力，应该保证圆珠笔杆的顶口尽量光滑，且笔尖上方的尼龙线尽可能水平，此时钩码的质量应该 小球质量。 A．远小于     B．等于     C．远大于 （2）在满足上述条件的情况下，该同学做了如下实验： ①保持钩码个数不变，调节水平部分尼龙细线的长度为原来的4倍，此时钢球做匀速圆周运动的转速n应为原来的 倍。 ②保持水平部分尼龙细线的长度不变，改变钩码的个数，发现此时钢球匀速转动的转速n为原来的2倍，此时钩码个数为原来的 倍。 4．用如图所示的装置来验证向心力的表达式。用手指搓动竖直轴顶端的滚花部分，使重锤A在水平面内做匀速圆周运动。实验步骤如下： A．先称出重锤的质量m，把它用线悬挂在横杆的一端。调整横杆的平衡体B的位置，使横杆两边平衡。量出重锤到轴的距离r，移动指示器p的位置，使它处于重锤的正下方； B．在重锤和转轴之间挂上水平弹簧，这时重锤将被拉向转轴。用手指搓动转轴，尽量使重锤做匀速转动，并从指示器的正上方通过； C．记下重锤转动n圈经过指示器正上方的时间t，测出周期以及弹簧的原长L和劲度系数k。 回答下列问题： （1）重锤A运动时要保持重锤的悬线 ； （2）重锤A的周期T= ，弹簧的拉力F= （用k、r、L来表示）； （3）重锤A的向心力Fn= （用m、r、n、t来表示），当 成立时，向心力的表达式得到验证（用k、r、L、m、n、t来表达） 5．为“探究向心力大小与角速度的关系”，某实验小组通过如图甲所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。 （1）滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t，则滑块的角速度 （用t、l、d表示）。 （2）为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与 （填“”、“”、“”或“”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线，表明此实验过程中向心力与 成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。 （3）若作出图像如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是 。 6．实验小组用如图甲所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，小球的直径d用如图乙游标卡尺测出，摆长