Question

【題目】圖示為驗證向心力跟質(zhì)量、半徑、角速度關(guān)系式的實驗裝置，金屬塊放置在轉(zhuǎn)臺上，電動機帶動轉(zhuǎn)臺做圓周運動，改變電動機的電壓，可以改變轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速，光電計時器可以記錄轉(zhuǎn)臺每轉(zhuǎn)一圈的時間，金屬塊被約束在轉(zhuǎn)臺的凹槽中，只能沿半徑方向移動，且跟轉(zhuǎn)臺之間的摩擦力很小可以忽略。

(1)某同學為了探究向心力跟角速度的關(guān)系，需要控制_____________和______________兩個變量保持不變，改變轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速，對應(yīng)每個轉(zhuǎn)速由_____________讀出金屬塊受到的拉力，由光電計時器讀出轉(zhuǎn)動的周期T，計算出轉(zhuǎn)動的角速度ω=______________。

(2)上述實驗中，該同學多次改變轉(zhuǎn)速后，記錄一組力與對應(yīng)周期數(shù)據(jù)，他用圖像法來處理數(shù)據(jù)，結(jié)果畫出了如下圖所示的圖象，圖線是一條過原點的直線，請你分析他的圖象橫坐標x表示的物理量是______________，國際單位是_______________。

(3)為了驗證向心力跟半徑、質(zhì)量的關(guān)系，還需要用到的實驗器材有______________和_______________。

Answer 1

【答案】 金屬塊轉(zhuǎn)動半徑 金屬塊質(zhì)量 傳感器 ω=2π/T ω2 rad2/s2 刻度尺 天平

【解析】(1) 根據(jù)F=mrω2，知要研究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需控制金屬塊質(zhì)量和金屬塊轉(zhuǎn)動半徑不變；改變轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速，對應(yīng)每個轉(zhuǎn)速由傳感器讀出金屬塊受到的拉力，由光電計時器讀出轉(zhuǎn)動的周期T，計算出轉(zhuǎn)動的角速度

(2) 為了探究向心力跟角速度的關(guān)系，用圖像法來處理數(shù)據(jù)，圖線是一條過原點的直線，根據(jù)F=mrω2，圖象橫坐標x表示的物理量是，由可知國際單位是rad2/s2；

(3) 為了驗證向心力跟半徑、質(zhì)量的關(guān)系，需要測金屬塊轉(zhuǎn)動半徑和金屬塊質(zhì)量，故需要用到的實驗器材有刻度尺和天平。