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1、考點(diǎn)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(yàn)證向心力公式的實(shí)驗(yàn)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(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
(1)兩槽轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí),利用傳感器對(duì)壓力變化進(jìn)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(duì)于凸形橋A,其相對(duì)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(shí)的壓力與圖乙中圖線a相比,最高點(diǎn)更 (選填“高”或“低”)一些。?
3.我國宇航員在天宮一號(hào)中處于完全失重狀態(tài)(如圖甲所示),此時(shí)無法用天平稱量物體的質(zhì)量。某同學(xué)設(shè)計(jì)了在這種環(huán)境中測量小球質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)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(xì)激光束,若B被擋光就將一個(gè)電信號(hào)給予連
3、接的電腦。將彈簧測力計(jì)右端用細(xì)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(xì)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(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),從電腦中讀出小球自第1次至第n次通過最高點(diǎn)的總時(shí)間t和測力計(jì)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(dá)式為m= [用(1)中的物理量的符號(hào)表示]。?
4.(2018·山東濱州期末)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可驗(yàn)證做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力與所需向心力的“供”“需”關(guān)系,啟動(dòng)小電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切阻力,移動(dòng)水平圓盤,當(dāng)盤與球恰好相切時(shí)關(guān)閉
4、電動(dòng)機(jī),讓球停止運(yùn)動(dòng),懸線處于伸直狀態(tài)。利用彈簧測力計(jì)水平徑向向外拉小球,使小球恰好離開圓盤且處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),測出水平彈力的大小F。
(1)為算出小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)周期T
B.用刻度尺測出小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑r
C.用刻度尺測出小球到繩的懸點(diǎn)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(yùn)動(dòng)時(shí),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(jì)測出的F大小。?
(3)當(dāng)所測物理量滿足 關(guān)系式時(shí),則做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力與所需向心力的“供”“需
5、”平衡。?
考點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)角速度相等,兩個(gè)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(duì)于凸形橋甲,壓力最小,故對(duì)應(yīng)圖2中c曲線。
(3)如增大小球在斜槽上的高度,到達(dá)最低點(diǎn)的速度增大,根據(jù)FN-mg=mv2r可知,壓力增大,故最高點(diǎn)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(shí)間可得到物體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,由測力計(jì)示數(shù)可知向心力F,故還需知道物體做圓周運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的總時(shí)間為t,所以,周期T=tn-1;測力計(jì)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(yùn)動(dòng)時(shí)所需向心力,需要測出小球運(yùn)動(dòng)周期T、小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r和小球質(zhì)量m,故A、B、D正確,C錯(cuò)誤。
(2)小球靜止時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí),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(dāng)Fn=F合,即F=mr2πT2時(shí),做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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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