Question

【題目】物體做勻速圓周運動時，向心力與哪些因素有關？某同學通過下面的實驗探究，獲得體驗．

如圖甲所示，繩子的一端拴一個小沙袋，繩上離小沙l處打一個繩結A，2l處打另一個繩結B．請一位同學幫助用秒表計時．如圖乙所示，做了四次體驗性操作．

操作1：手握繩結A，使沙袋在水平面內做勻速圓周運動，每秒運動1周．體驗此時繩子拉力的大小．

操作2：手握繩結B，使沙袋在水平面內做勻速圓周運動，每秒運動1周．體驗此時繩子拉力的大小．

（1）操作2與操作1中，體驗到繩子拉力較大的是 ；

操作3：手握繩結A，使沙袋在水平平面內做勻速圓周運動，每秒運動2周．體驗此時繩子拉力的大小．

（2）操作3與操作1中，體驗到繩子拉力較大的是 ；

操作4：手握繩結A，增大沙袋的質量到原來的2倍，使沙袋在水平面內做勻速圓周運動，每秒運動1周．體驗此時繩子拉力的大小．

（3）操作4與操作1中，體驗到繩子拉力較大的是 ；

（4）總結以上四次體驗性操作，可知物體做勻速圓周運動時，向心力大小與 有關．若某同學認為“物體做勻速圓周運動時，半徑越大，所受的向心力也越大”．你認為這一說法是否正確？為什么？

答： ．

Answer 1

【答案】（1）操作2，（2）操作3，（3）操作4，（4）質量、半徑、角速度；不對，前提在角速度不變的情況下，半徑越大，向心力越大

【解析】

試題分析：（1）根據F=mrω2知，操作2與操作1相比，操作2的半徑大，小球質量和角速度相等，知拉力較大的是操作2．

（2）根據F=mrω2知，操作3與操作1相比，操作3小球的角速度較大，半徑不變，小球的質量不變，知操作3的拉力較大．

（3）操作4和操作1比較，半徑和角速度不變，小球質量變大，根據F=mrω2知，操作4的拉力較大．

（4）由以上四次操作，可知向心力的大小與質量、半徑、角速度有關．

物體做勻速圓周運動時，半徑越大，所受的向心力不一定大．正確的說法是角速度一定時，物體的半徑越大，向心力越大．