圆周运动中实例分析 [例8]如图所示.是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面.若女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为B,女运动员的质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r,求这时男运动员对女运动员的拉力大小及两人转动的角速度 解析:依圆锥摆原理,男运动员对女运动员的拉力F=mg/cosθ,女运动员做圆周运动的向心力F向=mgtanθ,则由动力学方程得mgtanθ=mω2r,得 [例9]如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图,A为光源,B为电接收器,A.B均固定在车身上.C为小车的车轮.D为与C同轴相连的齿轮.车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号.被B接收并转换成电信号.由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n.累计脉冲数为N, 则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是 ,车速度的表达式为v= ,行程的表达式为s= 解析:由题可知.每经过一个间隙.转化成一个脉冲信号被接收到.每个间隙转动的时间t=1/n. 设一周有P个齿轮.则有P个间隙.周期T=Pt=P/n.据v=2πR/T=2πnR/P. 所以必须测量车轮的半径R和齿数P.当肪冲总数为N.则经过的时间t0=Nt=N/n. 所以位移 [例10]若近似认为月球绕地公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内.且均为正圆.又知这两种转动同向.如图所示.月相变化的周期为29.5 天(图示是相继两次满月时.月.地.日相对位置的示意图).求:月球绕地球转一周所用的时间T(因月球总是一面朝向地球.故T恰是月球自转周期).(提示:可借鉴恒星日.太阳日的解释方法). 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(18分)(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

(2)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Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2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=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

 

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(18分)(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

(2)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Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2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=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

 

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(18分)(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

 

(2)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。

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

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。

②通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2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=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

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(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

(2)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Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2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=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

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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.
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
(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),并且根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图象

(2)通过对图象的观察,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
F与ω2
F与ω2
关系图象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图象,他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中,如图乙所示.通过对三条图象的比较、分析、讨论,他们得出F∝r的结论,你认为他们的依据是:
做一条平行与纵轴的辅助线,观察和图象的交点中力的数值之比是否为1:2:3
做一条平行与纵轴的辅助线,观察和图象的交点中力的数值之比是否为1:2:3

(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
0.038
0.038
,单位是
kg
kg

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同步练习册答案