Question

【題目】如圖所示是探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置圖。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速輪塔2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球分別以不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供。球?qū)�擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8。標(biāo)尺8上露出的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值。那么：

(1)在該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了_____________（選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“控制變量法”或“等效替代法”）來探究向心力的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。

(2)當(dāng)用兩個(gè)質(zhì)量相等的小球做實(shí)驗(yàn)，且左邊小球的軌道半徑為右邊小球的2倍時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)右邊標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，那么，左邊輪塔與右邊輪塔之間的向心力之比為_____________，角速度之比為_____________。

Answer 1

【答案】控制變量法 1∶2 1：2

【解析】

(1)[1]根據(jù)可知探究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需控制一些變量，即保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不變；探究小球受到的向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系，需控制一些變量，即保持轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不變；探究小球受到的向心力大小與轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑的關(guān)系，需控制一些變量，即保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不變；該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法；

(2)[2][3]線速度相等，則角速度與半徑成反比，故可知左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為

根據(jù)可知左邊輪塔與右邊輪塔之間的向心力之比為