Question

一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。

（1）首先，他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω，如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8
F/N	2.42	1.90	1.43	0.97	0.76	0.50	0.23	0.06
ω/rad·s-1	28.8	25.7	22.0	18.0	15.9	13.0	8.5	4.3

（2）通过对图像的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω²成正比。你认为，可以通过进一步的转换，通过绘出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

（3）在证实了F∝ω²之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F-ω图像，他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中，如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论，他们得出F∝ r的结论，你认为他们的依据是_______________________________。

（4）通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω²r，其中比例系数k的大小为__________，单位是________。

 

Answer 1

见解析

解析:（1）

（2）F-ω²

（3）做平行F轴的辅助线，观察和图线交点中三个力的比值是否为定值。

（4）0.037，kg。