Question

用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

(1)如图所示，要探究向心力与质量的关系，应保证两球的运动的角速度和运动半径相同，使两球的质量__________（选填“相同”或“不同”）。

(2)皮带套的两个塔轮的半径分别为和。某次实验让，则A、B两球的角速度之比为__________。

(3)利用本装置得到的结论正确的是__________。

A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度大小成反比

B．在质量和角速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成反比

C．在质量和线速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成正比

D．在半径和角速度大小一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

Answer

不同 2:1 D

【解析】

(1)[1]在研究向心力的大小与质量的关系时，需先控制两外两个物理量不变，研究质量和向心力的关系，所以在探究向心力的大小与质量的关系时，要使两球的质量不同。

(2)[2]由

得

(3)[3]A．根据向心力的公式

在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比，故A错误；

B．根据向心力的公式

在质量和角速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故B错误；

C.根据向心力的公式

在质量和线速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成反比，故C错误；

D．根据向心力的公式

在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故D正确。

故选D。