Question

【題目】用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。兩個(gè)變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)�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(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)鋼球所受向心力的比值。

如圖是探究過程中某次實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置的狀態(tài)。

（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，要保持______相同。

A. ω和r B. ω和m　 C. m和r　 D. m和F

（2）若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1∶9，與皮帶連接的兩個(gè)變速輪塔的半徑之比為_______。

A. 1∶3　B. 3∶1　C. 1∶9 D. 9∶1

Answer 1

【答案】 （1）A （2）B

【解析】（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，需先控制某些量不變，研究另外兩個(gè)物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法．故選A．
（2）根據(jù)F=mω2r，兩球的向心力之比為1：9，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1：3，因?yàn)榭科�帶傳�?dòng)，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)v=rω，知與皮帶連接的變速輪塔對應(yīng)的半徑之比為3：1．故選B．