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1、考點規(guī)范練21 探究影響向心力大小的因素
1.(2018·福建南平期末)如圖所示,圖甲為用向心力演示器驗證向心力公式的實驗示意圖,圖乙為俯視圖。圖中A、B槽分別與a、b輪同軸固定,且a、b輪半徑相同。a、b兩輪在皮帶的帶動下勻速轉(zhuǎn)動。
(1)兩槽轉(zhuǎn)動的角速度ωA (選填“>”“=”或“<”)ωB。?
(2)現(xiàn)有兩質(zhì)量相同的鋼球,①球放在A槽的邊緣,②球放在B槽的邊緣,它們到各自轉(zhuǎn)軸的距離之比為2∶1。則鋼球①、②的線速度之比為 ,受到的向心力之比為 。?
2.(2018·江蘇宿遷期中)圖甲是不同類型橋面模型,汽車過橋時,利用傳感器對壓力變化進行測量和比較,測量結(jié)果如
2、圖乙中所示:
(1)圖甲中的傳感器為 。?
A.力傳感器
B.位移傳感器
C.溫度傳感器
(2)圖甲中A、B、C分別為三種不同類型的橋面。對于凸形橋A,其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是圖乙電腦屏幕上的 (選填“a”“b”或“c”);?
(3)如增大小球在斜槽上的高度,則小球通過凹形橋C時的壓力與圖乙中圖線a相比,最高點更 (選填“高”或“低”)一些。?
3.我國宇航員在天宮一號中處于完全失重狀態(tài)(如圖甲所示),此時無法用天平稱量物體的質(zhì)量。某同學(xué)設(shè)計了在這種環(huán)境中測量小球質(zhì)量的實驗裝置,如圖乙所示:光電傳感器B能夠接收光源A發(fā)出的細激光束,若B被擋光就將一個電信號給予連
3、接的電腦。將彈簧測力計右端用細線水平連接在空間站壁上,左端拴在另一穿過了光滑水平小圓管的細線MON上,N處系有被測小球,讓被測小球在豎直面內(nèi)以O(shè)點為圓心做勻速圓周運動。
(1)實驗時,從電腦中讀出小球自第1次至第n次通過最高點的總時間t和測力計示數(shù)F,除此之外,還需要測量的物理量是 。?
(2)被測小球質(zhì)量的表達式為m= [用(1)中的物理量的符號表示]。?
4.(2018·山東濱州期末)利用如圖所示的實驗裝置可驗證做勻速圓周運動的物體所受合外力與所需向心力的“供”“需”關(guān)系,啟動小電動機帶動小球做圓錐擺運動,不計一切阻力,移動水平圓盤,當盤與球恰好相切時關(guān)閉
4、電動機,讓球停止運動,懸線處于伸直狀態(tài)。利用彈簧測力計水平徑向向外拉小球,使小球恰好離開圓盤且處于靜止狀態(tài)時,測出水平彈力的大小F。
(1)為算出小球做勻速圓周運動時所需向心力,下列物理量還應(yīng)該測出的有 。?
A.用停表測出小球運動周期T
B.用刻度尺測出小球做勻速圓周運動半徑r
C.用刻度尺測出小球到繩的懸點的豎直高度h
D.用天平測出小球質(zhì)量m
(2)小球做勻速圓周運動時,所受重力與繩拉力的合力大小 (選填“大于”“等于”或“小于”)彈簧測力計測出的F大小。?
(3)當所測物理量滿足 關(guān)系式時,則做勻速圓周運動的物體所受合外力與所需向心力的“供”“需
5、”平衡。?
考點規(guī)范練21 探究影響向心力大小的因素
1.解析皮帶傳送,邊緣上的點線速度大小相等,所以va=vb,a輪、b輪半徑之比為1∶1,共軸的點角速度相等,兩個鋼球的角速度分別與共軸輪子的角速度相等,則ωA=ωB,根據(jù)題意可知,rA∶rB=2∶1
根據(jù)v=ωr知線速度之比為2∶1,根據(jù)F=mrω2得向心力之比為FA∶FB=2∶1。
答案(1)= (2)2∶1 2∶1
2.解析(1)圖1中的傳感器是測量壓力大小的,故是力傳感器,故A正確。
(2)甲圖是凸形橋,根據(jù)牛頓第二定律,有mg-FN1=mv2r,故FN1
6、凹形橋。根據(jù)牛頓第二定律,有FN2-mg=mv2r,故FN2>mg,超重;對于凸形橋甲,壓力最小,故對應(yīng)圖2中c曲線。
(3)如增大小球在斜槽上的高度,到達最低點的速度增大,根據(jù)FN-mg=mv2r可知,壓力增大,故最高點更高。
答案(1)A (2)c (3)高
3.解析由向心力公式F=mR2πT2可知,要求解m,從時間可得到物體做圓周運動的周期T,由測力計示數(shù)可知向心力F,故還需知道物體做圓周運動的半徑R即ON的長度R。
(2)小球自第1次至第n次通過最高點的總時間為t,所以,周期T=tn-1;測力計示數(shù)F即向心力F;所以,m=FR2πT2=Ft24π2(n-1)2R。
答案(1)
7、ON的長度R (2)Ft24π2(n-1)2R
4.解析(1)根據(jù)向心力公式F=mr2πT2分析知,為算出小球做勻速圓周運動時所需向心力,需要測出小球運動周期T、小球做勻速圓周運動的半徑r和小球質(zhì)量m,故A、B、D正確,C錯誤。
(2)小球靜止時,F等于繩拉力的水平分力,即有F=mgtanθ,θ是繩與豎直方向的夾角,小球做勻速圓周運動時,由重力與繩拉力的合力提供向心力,重力與繩拉力的合力大小F合=mgtanθ,則F合=F。
(3)當Fn=F合,即F=mr2πT2時,做勻速圓周運動的物體所受合外力與所需向心力的“供”“需”平衡。
答案(1)ABD (2)等于 (3)F=mr2πT2
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