Question

【題目】用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系.兩個變速輪塔通過皮帶連接,轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉動,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,標尺上的紅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關系時,要保持_____相同.

A. m和r B.ω和m C.ω和r D.m和F

(2)圖中所示,兩個鋼球質量和轉動半徑相等，則是在研究向心力的大小F與______的關系.

A.質量m B. 角速度ω C. 半徑r

(3) 圖中所示,兩個鋼球質量和轉動半徑相等，若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1:9,與皮帶連接的兩個變速輪塔的半徑之比為______．

A.1:3 B.9:1 C.1:9 D. 3:1

Answer 1

【答案】 C B D

【解析】（1）在研究向心力的大小F與質量m、要控制角速度和半徑r的大小不變，故選C.
(2)圖中兩球的質量相同,轉動的半徑相同,則研究的是向心力與角速度的關系.所以B選項是正確的.
(3)根據,兩球的向心力之比為1:9,半徑和質量相等,則轉動的角速度之比為1:3,因為靠皮帶傳動,變速輪塔的線速度大小相等,根據 ,知與皮帶連接的變速輪塔對應的半徑之比為3:1.故D正確；

故本題答案是： (1). C (2). B (3). D