一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半...

一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系．

(1)首先，让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r为0.08 m的圆周运动，数字实验系统得到若干组向心力F和对应的角速度ω，他们根据实验数据绘出了F－ω的关系图象如下图中B图线所示，兴趣小组的同学猜测r一定时，F可能与ω2成正比．你认为，可以通过进一步转换，做出______________关系图象来确定他们的猜测是否正确．

(2)将同一砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04 m、0.12 m，又得到了两条F－ω图象，如图中A、C图线所示．通过对三条图线的比较、分析、讨论，他们得出ω一定时，F∝r的结论，你认为他们的依据是______________________________________________________________ ．

(3)通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F＝kω2r，其中比例系数k的单位是______________．

① F与ω2 ；② 取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3:2:1，与其对应半径之比相同。③ kg 【解析】试题分析: ① 通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比．可以通过进一步的转换，通过绘出F与ω2关系图象来确定他们的猜测是否正确，如果猜测正确，做出的F与ω2的关系式应当为一条倾斜直线． ②做一条平行于纵轴的辅助线，求出辅助线和图象的交点中力的数值之比是否为1：2：3，若是则说明与半径之比相同，就说明F与r成正比． ③由力学单位制，可知比例系数k的单位是kg 考点：探究决定向心力大小的因素

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考点分析：

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在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。

（1）实验简要步骤如下：

A．让小球多次从同一位置由静止滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；

B.安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是: ____________

C.测出曲线上某点的坐标x 、y ，用v0 = x即可算出该小球平抛运动的初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值。

D.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴,水平线为x轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线连接画出小球的平抛运动轨迹。

你认为该实验合理的实验步骤顺序应为：（只填写步骤顺序代表字母) _____________

（2）该实验中，下列措施中能减小实验误差的措施为 ______________(选填序号)

A: 斜槽轨道末端切线必须水平

B: 斜槽轨道必须光滑

C: 每次要平衡摩擦力

D: 小球每次应从斜槽同一位置静止释放

（3）在该实验中，某同学没有以抛出点建立坐标系，而是取下白纸后在轨迹上随意取了一点如图所示，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则：(g取10 m/s2)

小球平抛的初速度为 _________m/s,开始做平抛运动的位置坐标为x＝__________ cm，y＝____________cm.

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如图所示，放在水平转台上的小物体C、叠放在水平转台上的小物体A、B能始终随转台一起以角速度ω匀速转动．A、B、C的质量分别为3m、2m和m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数均为μ，B、C离转台中心的距离分别为r和r.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则以下说法中正确的是(　　)