Question

【題目】向心力演示器如圖所示，用來探究小球做圓周所需向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系。兩個變速輪塔通過皮帶連接，勻速轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔1和變速輪塔2勻速轉動，槽內的鋼球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的黑白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值。如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態。

①在研究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系時我們主要用到了物理學中的___________。

A．理想實驗法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．演繹法

②圖中所示，若兩個鋼球質量和運動半徑相等，則是在研究向心力的大小F與___________的關系；

A．鋼球質量m　　　　B．運動半徑r　　　C．角速度

③圖中所示，若兩個鋼球質量和運動半徑相等，圖中標尺上黑白相間的等分格顯示出鋼球1和鋼球2所受向心力的比值為1:9，則與皮帶連接的變速輪塔1和變速輪塔2的半徑之比為___________。

A.1:3　　　　　B.3:1　　　　C.1:9　　　　　D.9:1

Answer 1

【答案】C C B

【解析】

①[1]．在研究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系時我們主要用到了物理學中的控制變量法，故選C；

②[2]．圖中所示，若兩個鋼球質量和運動半徑相等，則是在研究向心力的大小F與角速度ω的關系，故選C；

③[3]．根據F=mω2r可知若兩個鋼球質量m和運動半徑r相等，圖中標尺上黑白相間的等分格顯示出鋼球1和鋼球2所受向心力的比值為1:9，可知兩輪的角速度之比為1:3，根據v=ωR可知，因為變速輪塔1和變速輪塔2是皮帶傳動，邊緣線速度相等，則與皮帶連接的變速輪塔1和變速輪塔2的半徑之比為3:1，故選B。