Question

为了探究物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关？某同学进行了如下实验：

如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A，2L处打另一个绳结B．请一位同学帮助用秒表计时．如图乙所示，做了四次体验性操作．

操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．

操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．

操作3：手握绳结A，使沙袋在水平平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周．体验此时绳子拉力的大小．

操作4：手握绳结A，增大沙袋的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．

（1）操作2与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；

（2）操作3与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；

（3）操作4与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；

（4）总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与____有关．

A.半径          B.质量          C.周期          D.线速度的方向

（5）实验中，人体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力____（“是”或“不是”）

Answer

操作2操作3操作4ABC不是

【解析】

(1)根据F=mrω2知，操作2与操作1相比，操作2的半径大，小球质量和角速度相等，知拉力较大的是操作2；

(2)根据F=mrω2知，操作3与操作1相比，操作3小球的角速度较大，半径不变，小球的质量不变，知操作3的拉力较大。

(3)操作4和操作1比较,半径和角速度不变,小球质量变大,根据F=mrω2知，操作4的拉力较大。

(4)由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关。故选：ABC。

(5) 沙袋做圆周运动的向心力时绳子对沙袋的拉力，作用在沙袋上。而人体验到的绳子的拉力作用在人上，不是同一个力。