46 第十章 实验与探究 考点6 探究向心力与半径、角速度、质量的关系-【领航学考】2027年广东省高中学业水平合格性考试物理复习卷

考点6 探究向心力与半径、角速度、质量的关系 模拟训练 1.B　2.C 3.A　【解析】由题意,该同学控制两球做圆周运动的角速度相等、半径相等,使两球的质量不同,探究的是向心力的大小与质量的关系. 4.B　【解析】根据F=mω2r,可知,两小球的向心力之比为1∶4,结合题意半径和质量相等,则转动的角速度之比为1∶2,因为靠皮带传动,变速塔轮的线速度大小相等,根据v=ωr,可知与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为2∶1.故选B. 5.A　【解析】向心力Fn=mω2r,当铝球A和钢球B做圆周运动的角速度相等、半径相等时,不同点在于二者的质量,则探究的是向心力大小与质量的关系.故选A. 6.B　【解析】该实验探究向心力的大小与质量、半径、角速度之间的关系,实验采用的是控制变量法,将两个质量相等的小钢球分别放在A、C两处时,质量、半径都相同,因此该过程探究向心力的大小与角速度大小的关系.故选B. 7.AC 8.AC　【解析】当两钢球质量、运动半径均相同,标尺上露出的格数比为1∶9时,两球的向心力之比为1∶9,根据公式F=mω2r, 可得=,解得两钢球绕各自转轴转动的角速度之比为=,故A正确,B错误;与皮带连接的两个变速塔轮的线速度大小相等,根据公式v=ωr,可得与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为==,故C正确,D错误.故选AC. 学科网（北京）股份有限公司 $空学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2xXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 考点6探究向心力与半径、角速度、质量的关系 第工步儿练基础 》探究方案一 用绳和沙袋定性探究 1.实验原理 如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，此 时沙袋所受的向心力近似等于 】 甲 2.实验步骤 在离小沙袋重心40c的地方打一个绳结A,在离小沙袋重心80cm的地方打另一个绳结B.同学甲看手表 计时，同学乙按下列步骤操作： 操作一手握绳结A,如图乙所示，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒转动1周，体会此时绳子拉力的大 小 操作二手仍然握绳结A,但使沙袋在水平面内每秒转动2周，体会此时绳子拉力的大小 操作三改为手握绳结B,使沙袋在水平面内每秒转动1周，体会此时绳子拉力的大小小 操作四手握绳结A,换用质量较大的沙袋，使沙袋在水平面内每秒转动1周，体会此时绳子拉力的大小 (1)通过操作一和二，比较在 相同的情况下，向心力大小与角速度的关系 (2)通过操作一和三，比较在」 相同的情况下，向心力大小与半径的关系 (3)通过操作一和四，比较在 相同的情况下，向心力大小与质量的关系 3.实验结论半径越 角速度越 质量越 一，向心力越大 》探究方案二用向心力演示器定量探究 1.实验原理 向心力演示器如图所示，匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分别套 在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动小球做圆周 运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下 降，从而露出标尺8，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值. ·独家授权侵权必究 学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 2.实验步骤 (1)皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，小球转动半径和转动角速度相同时，探究向心力与小球质量的关系。 (2)皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，小球转动角速度和质量相同时，探究向心力与转动半径的关系 (3)皮带套在塔轮2、3半径不同的圆盘上，小球质量和转动半径相同时，探究向心力与角速度的关系. 参考答案 1.绳对沙袋的拉力 2.(1)质量转动半径(2)质量角速度(3)角速度半径 3大大大 第2步儿析典例 例（多选）用如图所示的向心力演示器探究影响向心力大小的因素长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板 A到转轴的距离的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等.转动手柄使长槽和 短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动.横臂的挡板对球的压力提供了向心力球对挡板 的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个 球所受向心力的相对大小关于这个实验，下列说法正确的是() ·独家授权侵权必究◆ 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 A探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在 挡板A和挡板C处 B探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在 挡板B和挡板C处 C探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板 B和挡板C处 D.探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡 板A和挡板C处 【解析】探究向心力和角速度的关系时，要保持质量和半径相同，角速度不同即应将传动皮带套在两塔轮 半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，A正确，B错误探究向心力和半径的关系 时，要保持质量和角速度相同，半径不同：应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别 放在挡板B和挡板C处，C正确探究向心力和质量的关系时，要保持半径和角速度相同，质量不同；应将传动皮 带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处，D正确， 【答案】ACD 第3步儿过模拟 答案 215 》单项选择题 独家授权侵权必究 享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 1.某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着绳在空中甩动，使 小球在水平面内做圆周运动如图所示)，则下列说法中正确的是 () A保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变 B.保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大 C保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小 2.用如图所示的装置做"探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系”实验，采用的物理方法是 铝球 钢球 A理想实验法B.等效替代法 C控制变量法D.演绎推理法 3.某同学做”探究向心力大小与哪些因素有关”的实验，在某次实验中，使质量不同的铝球和钢球做圆周运动 的角速度相等、半径相等，则该同学探究的是() A.向心力的大小与质量的关系 B向心力的大小与线速度大小的关系 C向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与半径的关系 4某同学用如图所示的向心力演示器探究F与ω的关系.在两小球质量和转动半径相等时，标尺上的等分格显 示得出两个小球A、B所受向心力的比值为1：4，结合圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应 的半径之比为（) ”独家授权侵权必究 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 标尺1 标尺2 A A.1:2B.2:1 C.1:4D.4:1 5.某同学用如图所示的装置做"探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验，使铝球A和钢球B做 圆周运动的角速度相等、半径相等，则探究的是向心力大小( A.与质量的关系 B.与线速度大小的关系 C.与角速度大小的关系 D.与半径的关系 6如图所示为教材中的实验装置图把两个质量相等的小钢球分别放在A、C两处，由此可以探究() 标尺 长槽短槽 左塔轮 AB 右塔轮 手柄 A.向心力的大小与转动半径的关系 B向心力的大小与角速度大小的关系 C.向心力的大小与线速度大小的关系 D线速度的大小与角速度大小的关系 》多项选择题 7在探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径的关系实验中，可得到的结论为() A在轨道半径和角速度一定的情况下，向心力大小与物体质量成正比 ·独家授权侵权必究 享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 B在物体质量和轨道半径一定的情况下，向心力大小与角速度成反比 C在物体质量和轨道半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比 D.在物体质量和角速度一定的情况下，向心力大小与轨道半径成反比 8如图所示的向心力演示器在探究钢球做圆周运动所需向心力大小的影响因素，当两钢球质量、运动半径均 相同，标尺上露出的格数比为1：9时，不计钢球与槽的摩擦，则 () A.两钢球绕各自转轴转动的角速度之比为1：3 B.两钢球绕各自转轴转动的角速度之比为3：1 C.与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为3：1 D.与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为1：3 蜂独家授权侵权必究