用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量角速度和半径之间的关系两个变速轮塔通过皮带连接转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动槽内的钢球就做匀速圆周运动横臂的挡板对钢球的压力提供向心力钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降从而露出标尺标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值如图是探究过程中某次实验时装置的状态在研究向心力的大小与质量关系时要保持相同和和和和图中所示

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159373. （2022•西安中学•高三上三月） $德优题库$ 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持        相同。
A．m和r
B．ω和m
C．ω和r
D．m和F
（2）图中所示，两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小F与        的关系。
A．质量m
B．角速度ω
C．半径r
（3）图中所示，两个钢球质量和转动半径相等，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为        。
A.1：3
B.9：1
C.1：9
D.3：1

共享时间:2022-01-11 难度:1

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[考点]

探究圆周运动的相关参数问题，

[答案]

见试题解答内容

[解析]

解：（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法，故ABD错误，C正确。
故选：C。
（2）图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系，故AC错误，B正确。
故选：B。
（3）根据F＝mω²r，两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，
根据v＝rω，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3：1．故ABC错误，D正确；
故选：D。
故答案为：（1）C （2）B （3）D

[点评]

本题考查了"探究圆周运动的相关参数问题，"，属于"基础题"，熟悉题型是解题的关键。

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$德优题库$
为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤：
（1）用秒表测圆盘转动10周所用的时间t=62.8s,则圆盘转动的角速度ω=        rad/s（π取3.14）。
（2）用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径，某次测量的示数如图（c）所示，该读数d=        mm,多次测量后，得到平均值恰好与d相等。
（3）写出小圆柱体所需向心力表达式F=        （用D、m、ω、d表示），其大小为        N（保留2位有效数字）。

共享时间:2024-10-10 难度:1 相似度:2

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159662. （2023•西安八十五中•高一下一月）用如图所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1．
$德优题库$
（1）在这个实验中，利用了        来探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系．
A．理想实验法         B．等效替代法        C．控制变量法
（2）探究向心力大小F与质量m的关系时，选择两个质量        （选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板        （选填“A”或“B”）和挡板C处．

共享时间:2023-04-10 难度:2 相似度:1.5

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2022-01-11

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