Question

如圖甲所示，某同學在繩子的一端拴一個小沙袋，在繩上離小沙袋重心40cm的地方打一個繩結A，80cm的地方打另一個繩結B．
操作一手握繩結A，如圖乙所示，使沙袋在水平方向做勻速圓周運動，每秒運動1周．體會此時繩子拉力的大小，記作F₁；
操作二改為手握繩結B，仍使沙袋在水平方向上每秒運動1周，體會此時繩子拉力的大小，記作F₂；
操作三又改為手握繩結A，但使沙袋在水平方向上每秒運動2周，體會此時繩子拉力大小，記作F₃．
（1）操作二與操作一中，該同學感到哪次向心力比較大？答：______（填F₁或F₂）；
（2）操作三與操作二中，該同學感到哪次向心力比較大？答：______（填F₂或F₃）．

Answer 1

操作一和操作二，都是每秒轉動一圈，則角速度相等，根據F=mω²r知，半徑大時所需的向心力大，則拉力大．知操作二感到向心力較大，即F₂較大．
操作三和操作二比較，操作二1s內轉過的弧長為2πr，操作三1s內轉過的弧長為2×2π×

r

2

=2πr．知線速度相同，根據F=m

v2

r

知，半徑小時向心力大，則操作三感到向心力較大，即F₃較大．
故答案為：（1）F₂；（2）F₃