一物理興趣小組利用學(xué)校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關(guān)系。

①首先,讓一砝碼在一個比較光滑的平面上做半徑r為0.08m的圓周運動,數(shù)字實驗系統(tǒng)得到若干組向心力F和對應(yīng)的角速度ω,他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了F-ω的關(guān)系圖像如圖中B圖線所示,興趣小組的同學(xué)猜測r一定時,F(xiàn)可能與ω2成正比。你認為,可以通過進一步轉(zhuǎn)換,做出____________關(guān)系圖像來確定他們的猜測是否正確。

②將同一砝碼做圓周運動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m,又得到了兩條F-ω圖像,如圖中A、C圖線所示。通過對三條圖線的比較、分析、討論,他們得出ω一定時,F(xiàn)r的結(jié)論,你認為他們的依據(jù)是 。

③通過上述實驗,他們得出:做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r,其中比例系數(shù)k的單位是 。

 

 

① F與ω2 ;② 取任意相同ω,A、B、C三圖線對應(yīng)向心力之比均約為3:2:1,與其對應(yīng)半徑之比相同。③ kg

【解析】

試題分析: ① 通過對圖象的觀察,興趣小組的同學(xué)猜測F與ω2成正比.可以通過進一步的轉(zhuǎn)換,通過繪出F與ω2關(guān)系圖象來確定他們的猜測是否正確,如果猜測正確,做出的F與ω2的關(guān)系式應(yīng)當(dāng)為一條傾斜直線.

②做一條平行于縱軸的輔助線,求出輔助線和圖象的交點中力的數(shù)值之比是否為1:2:3,若是則說明與半徑之比相同,就說明F與r成正比.

③由力學(xué)單位制,可知比例系數(shù)k的單位是kg

考點: 探究決定向心力大小的因素

 

練習(xí)冊系列答案
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已知地球的平均密度為,火星的平均密度為,設(shè)繞地球做圓周運動的衛(wèi)星最小運行周期為T1,繞火星做圓周運動的衛(wèi)星最小運行周期為T2,則為

A. B. C. D.

 

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某實驗小組利用圖示裝置驗證機械能守恒定律。實驗中先接通電磁打點計時器的低壓交流電源,然后釋放紙帶。打出的紙帶如圖所示,選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E,測出。A點距起點O的距離為,點A、C間的距離為,點C、E間的距離為。已知重物的質(zhì)量為m,交流電的頻率為,從釋放紙帶到打出點C:

(1)重物減少的重力勢能=____________,增加的動能為=_______________。若算得的值很接近,則說明:______________。

(2)一般來說,實驗中測得的=____________(填“大于”、“等于”、“小于”),這是因為_____________________。

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年山東省文登市高三第三次統(tǒng)考理科綜合物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖,A、B兩物體疊放在水平地面上,A物體質(zhì)量m=20kg, B物體質(zhì)量M=30 kg。處于水平位置的輕彈簧一端固定于墻壁,另一端與A物體相連,彈簧處于自然狀態(tài),其勁度系數(shù)為250 N/m。A與B之間、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為=0.5。現(xiàn)有一水平推力F作用于物體B上使B緩慢地向墻壁移動,當(dāng)移動0.5m時,水平推力的大小為(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2)

A. 200 N B.300 N C. 250 N D.350 N

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年山東省東營市高三第二次模擬理綜物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖所示的導(dǎo)熱氣缸固定于水平面上,缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體,外界大氣壓強保持不變�,F(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體溫度從27 ℃緩慢升高到87 ℃,此過程中氣體對活塞做功240 J,內(nèi)能增加了60 J�;钊c氣缸間無摩擦、不漏氣,且不計氣體的重力,活塞可以緩慢自由滑動。

①求缸內(nèi)氣體從外界吸收的熱量。

② 升溫后缸內(nèi)氣體體積是升溫前氣體體積的多少倍?

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年山東省東營市高三第二次模擬理綜物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,在火星與木星軌道之間有一小行星帶,假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力,并繞太陽做勻速圓周運動。下列判斷正確的是

A.小行星帶內(nèi)的行星都具有相同的角速度

B.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度大于外側(cè)小行星的向心加速度

C.各小行星繞太陽運動的周期均大于一年

D.要從地球發(fā)射衛(wèi)星探測小行星帶,發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年安徽省馬鞍山市高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢測物理試卷(解析版) 題型:實驗題

(6分)如圖所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置。

(1)關(guān)于這一實驗,下列說法正確的是( )

A.重錘的質(zhì)量不必測量

B.打點計時器應(yīng)接低壓直流電

C.應(yīng)先接通電源打點,后釋放紙帶

D.需使用秒表測出重物下落的時間

(2)選用實驗中得出的一條紙帶來驗證機械能守恒定律。圖中O點為起始點,A,B,C,D,E,F,G為七個相鄰的原始點,F(xiàn)點是第個點。設(shè)相鄰點間的時間間隔為,下列表達式可以用本實驗中計算F點速度的是( )

A. B.

C. D.

 

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在勻強磁場中中有一矩形導(dǎo)線框,以相同的角速度按圖a、b、c、d所示的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),用I1、I2、I3、I4表示四種情況下線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值,則( �。�

A.I1=I2=I3=I4 B.I2>I1=>I3>I4

C.I1>I2>I3>I4 D.I1=I2=I3>I4

 

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如圖所示,傾角=30°。的光滑斜面MN底端固定一輕彈簧,輕彈簧的上端與滑塊A固定連接,彈簧勁度系數(shù)k-100N/m,A靜止且與距斜面頂端N點相距x=0.10m。另一小滑塊B在N點以初速度沿斜面向下運動,A、B碰撞后具有相同速度但不粘連。B與A分離后,B恰水平進入停放在光滑水平地面上的小車最左端,小車右端與墻壁足夠遠,小車上表面與半圓軌道最低點P的切線相平,小車與墻壁碰撞時即被粘在墻壁上。已知水平地面和半圓軌道面均光滑,滑塊A、B可視為質(zhì)點且質(zhì)量均為m=2kg,被A壓縮時彈簧存儲的彈性勢能Ep=0.5J,小車質(zhì)量M=lkg、長L=l.0m,滑塊B與小車上表面間的動摩擦因數(shù)=0.2,g取l0m/s2。求:

(I)滑塊B與A碰撞結(jié)束瞬間的速度;

(2)小車與墻壁碰撞前瞬間的速度;

(3)為使滑塊B能沿圓軌道運動而不脫離圓軌道,對軌道半徑R有何要求?

 

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