【題目】某班同學(xué)在學(xué)習(xí)了向心力的公式FmF2r后,分學(xué)習(xí)小組進(jìn)行實驗探究向心力。同學(xué)們用細(xì)繩系一紙杯(杯中有30 mL的水)在空中甩動,使紙杯在水平面內(nèi)做圓周運動(如圖乙所示),來感受向心力。

(1)下列說法中正確的是________。

A.保持質(zhì)量、繩長不變,增大轉(zhuǎn)速,繩對手的拉力不變

B.保持質(zhì)量、繩長不變,增大轉(zhuǎn)速,繩對手的拉力增大

C.保持質(zhì)量、角速度不變,增大繩長,繩對手的拉力不變

D.保持質(zhì)量、角速度不變,增大繩長,繩對手的拉力增大

(2)如圖甲所示,繩離杯心40 cm處打一結(jié)點A,80 cm處打一結(jié)點B,學(xué)習(xí)小組中一位同學(xué)用手表計時,另一位同學(xué)操作,其余同學(xué)記錄實驗數(shù)據(jù)。

操作一:手握繩結(jié)A,使杯在水平方向每秒運動一周,體會向心力的大小。

操作二:手握繩結(jié)B,使杯在水平方向每秒運動一周,體會向心力的大小。

操作三:手握繩結(jié)A,使杯在水平方向每秒運動兩周,體會向心力的大小。

操作四:手握繩結(jié)A,再向杯中添30 mL的水,使杯在水平方向每秒運動一周,體會向心力的大小。

①操作二與一相比較:質(zhì)量、角速度相同,向心力的大小與轉(zhuǎn)動半徑大小有關(guān);

操作三與一相比較:質(zhì)量、半徑相同,向心力的大小與角速度的大小有關(guān);

操作四與一相比較:________相同,向心力大小與________有關(guān);

②物理學(xué)中這種實驗方法叫________法。

③小組總結(jié)階段,在空中甩動紙杯的同學(xué)談感受時說:感覺手腕發(fā)酸,感覺力不是指向圓心的向心力而是背離圓心的離心力,跟書上說的不一樣,你認(rèn)為該同學(xué)的說法正確嗎?答:________。

【答案】)BD 角速度、半徑 質(zhì)量大小 控制變量 不正確,見解析

【解析】

1[1].由題意知,根據(jù)向心力公式F2r,結(jié)合牛頓第三定律,有T2r;保持質(zhì)量、繩長不變,增大轉(zhuǎn)速,根據(jù)公式可知,繩對手的拉力將增大,故A錯誤,B正確;保持質(zhì)量、角速度不變,增大繩長,根據(jù)公式可知,繩對手的拉力將增大,故C錯誤,D正確。

2)①[2][3].根據(jù)向心力公式F2r,結(jié)合牛頓第三定律,則有T2r;

操作二與一相比較:質(zhì)量、角速度相同,向心力的大小與轉(zhuǎn)動半徑大小有關(guān);

操作三與一相比較:質(zhì)量、半徑相同,向心力的大小與角速度的大小有關(guān);

操作四與一相比較:角速度、半徑相同,向心力大小與質(zhì)量大小有關(guān);

[4].物理學(xué)中這種實驗方法叫控制變量法。

[5].該同學(xué)受力分析的對象是自己的手,但實驗中受力分析的對象是紙杯,繩的拉力提供紙杯做圓周運動的向心力,方向指向圓心,繩對手的拉力與向心力大小相等,方向相反,背離圓心,故該同學(xué)的說法不正確。

練習(xí)冊系列答案
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A.OB間的距離為

B.AB的過程中,電場力對點電荷乙做的功為W=

C.AB的過程中,電場力對點電荷乙做的功為W=

D.AB的過程中,乙的電勢能減少

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(2)2是某同學(xué)根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡,O為平拋的起點,在軌跡上任取三點AB、C,測得A、B兩點豎直坐標(biāo)y15.0cm、y245.0cm,AB兩點水平間距x40.0cm。則平拋小球的初速度v0_____m/s,若C點的豎直坐標(biāo)y360.0cm,則小球在C點的速度vC____m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g10m/s2)。

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