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归纳式探究: 在学习了万有引力后,小刚同学想到:月亮绕地球运转需要一个向心力,而...

归纳式探究:
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在学习了万有引力后,小刚同学想到:月亮绕地球运转需要一个向心力,而地球给月亮的万有引力刚好充当这个向心力,那么向心力大小跟哪些因素有关呢?首先,他找了线绳、大小不同的几个小钢球,制作了如图1所示的装置,用手握住绳,让钢球围绕手转动,他感觉到用同一个钢球进行实验,线绳长度固定时,转动速度越快,手被拉的越厉害,说明向心力越大;在速度差不多时,绳长一定时,用质量越大的小球,向心力越大;用一个小球,转动速度差不多时,绳越长,向心力越小.试验后,小刚同学想知道向心力大小与小球的质量、转动速度、绳长的具体关系,于是他查阅了有关资料,找到下列数据:

量  次数
1234567
质量(Kg)0.10.20.30.10.10.10.1
速度(m/s)0.20.20.20.40.60.20.2
绳长(m)0.10.10.10.10.10.20.4
向心力(N)0.040.080.120.160.360.020.01
请帮小刚完成下列问题:
(1)若小球的质量、转动速度、绳长、向心力分别用:m、V、R、F表示,请写出向心力F 的表达式:F=______
(2)有一种小杂技,在一个小桶内装满水,表演者用绳拴牢小桶把,用手握住绳,让桶在竖直平面内转动,水并不洒出来,
请你用物理知识加以解释.
(3)在摩托车表演时,表演者骑车在大圆球内运动,如图3,球的半径为10m,人和车的总质量为100Kg,若要使车和人到达球的最顶点时,不至于掉下来,在最顶点的速度至少多大?(g=10N/Kg)
(1)根据表中所给数据,可以找出向心力F与小球的质量m、转动速度V、绳长R的表达式; (2)根据做圆周运动需要一个向心力分析;当桶转到圆的顶部时水的重力充当了向心力即可; (3)根得出的表达式可以求出最顶点的速度. 【解析】 (1)通过表中所给数据,可以得出向心力F与小球的质量m、转动速度V、绳长R的表达式:F=; (2)当桶转到圆的顶部时,仍有一定的速度,要使水做圆周运动需要一个向心力,水的重力充当了向心力,所以水不洒出来. (3)若要使车和人到达球的最顶点时,则F=mg,由F=得:mg=,即:g= 在最顶点的速度V===10m/s. 答:(1); (2)当桶转到圆的顶部时,仍有一定的速度,要使水做圆周运动需要一个向心力,水的重力充当了向心力,所以水不洒出来. (3)在最顶点的速度至少为10m/s.
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考点分析:
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实验
步骤
 
 
 
 

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综合问答:
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解释现象一:______
解释现象______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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