Question

【题目】甲乙两同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小。

(1)甲同学利用细绳系一小物体在空气中甩动，使物体在水平面内做圆周运动，来感受向心力大小，则下列说法中正确的是__________

A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变

B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大

C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变

D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大

(2)乙同学利用如图甲所示的实验装置，探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度的定量关系。圆柱体放置在水平光滑圆盘（图中未画出）上做匀速圆周运动，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：

①该同学采用的实验方法为__________

A．等效替代法

B．控制变量法

C．理想化模型法

D．微小量放大法

②改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示，请在图乙中作出F-v2图线__________；

v/ms-1	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
v2/m2s-2	1.0	2.25	4.0	6.25	9.0
F/N	0.90	2.00	3.60	5.60	8.10

③由作出的F-v2的图线，可得出F和v2的关系式：__________，若圆柱体运动半径r=0.4m，得圆柱体的质量m=_______________kg。（结果保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】BD B F=0.90v2 0.36

【解析】

（1）[1]AB．保持质量、绳长不变，增大转速，角速度变大，根据向心力公式可知，绳对手的拉力将增大，故A错误，B正确；

CD．保持质量、角速度不变，增大绳长，据向心力公式可知，绳对手的拉力将变大，故C错误，D正确；

故选BD。

（2）①[2] 实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的实验方法为控制变量法，故选B；

②[3] 在图乙中作出F–v2图线如图所示；

③[4][5] 根据向心力公式得

则

因为r=0.4m，则m=0.36kg。