Question

【題目】如圖所示，是一個研究向心力與哪些因素有關(guān)的DIS實驗裝置的示意圖，其中做勻速圓周運動的圓柱體的質(zhì)量為，放置在圓盤上(未畫出)，圓周軌道的半徑為力傳感器測定的是向心力，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度，以下是所得數(shù)據(jù)和圖乙所示的三個圖象:

(1)數(shù)據(jù)表和圖乙的三個圖象是在用實驗探究向心力和圓柱體線速度的關(guān)系時保持圓柱體質(zhì)量不變，半徑的條件下得到的。研究圖象后,可得出向心力F和圓柱體速度的關(guān)系式:____________；

(2)為了研究F和成反比的關(guān)系，實驗吋除了保持圓柱體質(zhì)量不變外,還應(yīng)保持物理量____

不變；

(3)根據(jù)你已經(jīng)學(xué)習(xí)過的向心力公式以及上面的圖線可以推算出，本實驗中圓柱體的質(zhì)量為_______kg.

Answer 1

【答案】（1）F=0.88v2 （2）線速度的大小 （3）0.176kg

【解析】

（1）由乙圖可知，F∝v2，由數(shù)學(xué)知識得到F-v2圖象的斜率，故向心力F和圓柱體速度v的關(guān)系是 F=0.88v2．
（2）該實驗運用控制變量法研究物理量的關(guān)系，根據(jù)向心力公式可知為研究F與r的關(guān)系，實驗時除保持圓柱體的質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持不變的物理量是線速度的大�。�
（3）根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)過的向心力公式，與F=0.88v2比較得，將r=0.2m代入得：m=0.176kg．