Question

【題目】圖示為驗證向心力跟質量、半徑、角速度關系式的實驗裝置，金屬塊放置在轉臺上，電動機帶動轉臺做圓周運動，改變電動機的電壓，可以改變轉臺的轉速，光電計時器可以記錄轉臺每轉一圈的時間，金屬塊被約束在轉臺的凹槽中，只能沿半徑方向移動，且跟轉臺之間的摩擦力很小可以忽略。

(1)某同學為了探究向心力跟角速度的關系，需要控制_____________和______________兩個變量保持不變，改變轉臺的轉速，對應每個轉速由_____________讀出金屬塊受到的拉力，由光電計時器讀出轉動的周期T，計算出轉動的角速度ω=______________。

(2)上述實驗中，該同學多次改變轉速后，記錄一組力與對應周期數據，他用圖像法來處理數據，結果畫出了如下圖所示的圖象，圖線是一條過原點的直線，請你分析他的圖象橫坐標x表示的物理量是______________，國際單位是_______________。

(3)為了驗證向心力跟半徑、質量的關系，還需要用到的實驗器材有______________和_______________。

Answer 1

【答案】 金屬塊轉動半徑 金屬塊質量 傳感器 ω=2π/T ω2 rad2/s2 刻度尺 天平

【解析】(1) 根據F=mrω2，知要研究小球受到的向心力大小與角速度的關系，需控制金屬塊質量和金屬塊轉動半徑不變；改變轉臺的轉速，對應每個轉速由傳感器讀出金屬塊受到的拉力，由光電計時器讀出轉動的周期T，計算出轉動的角速度

(2) 為了探究向心力跟角速度的關系，用圖像法來處理數據，圖線是一條過原點的直線，根據F=mrω2，圖象橫坐標x表示的物理量是，由可知國際單位是rad2/s2；

(3) 為了驗證向心力跟半徑、質量的關系，需要測金屬塊轉動半徑和金屬塊質量，故需要用到的實驗器材有刻度尺和天平。