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用如图所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半...

用如图所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系,转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。某次实验图片如下,请回答相关问题:

(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的______方法;

A.理想实验法    B.等效替代法  C.控制变量法    D.演绎法

(2)图中是在研究向心力的大小,与_________的关系。

A.质量m     B.角速度ω     C.半径r

(3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1:9,运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为___________

A.1:9     B.3:1     C.l:3     D.1:1

 

C B B 【解析】(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时,需先控制某些量不变,研究另外两个物理量的关系,该方法为控制变量法,故选C; (2)图中两球的质量相同,转动的半径相同,则研究的是向心力与角速度的关系,故选:B; (3)根据,两球的向心力之比为1:9,半径和质量相等,则转动的角速度之比为1:3,因为靠皮带传动,变速轮塔的线速度大小相等,根据,知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3:1,故选B;  
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考点分析:
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如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点MN与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别站在MN两点,同时将两个小球以v1v2的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知∠MOQ60°,忽略空气阻力。则下列说法正确的是

A. 两球拋出的速率之比为13

B. 若仅增大v1,则两球将在落入坑中之前相撞

C. 两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,两球抛出的速率之和不变

D. 若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球可能垂直坑壁落入坑中

 

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.如图所示,一小物块以大小为a=4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1 m,则下列说法正确的是:(   )

A. 小球运动的线速度为2 m/s

B. 小球在2π s内通过的位移大小为2m

C. 小球在t内通过的圆弧长度为

D. 小球做圆周运动的周期为π s

 

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如图所示,可视为质点的、质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是:

A. 小球能够通过最高点时的最小速度为0

B. 小球能够通过最高点时的最小速度为

C. 如果小球在最高点时的速度大小为2,则此时小球对管道的外壁有作用力

D. 如果小球在最低点时的速度大小为,则小球对管道的作用力为5mg

 

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如图,质量为m的小球,用长为L的细线挂在O点,在O点正下方处有一光滑的钉子O′,把小球拉到与钉子O′在同一水平的位置,摆线被钉子拦住且张紧,现将小球由静止释放,当小球第一次通过最低点P瞬间

A. 小球的角速度不变

B. 小球的线速度不变

C. 小球的向心加速度减小为原来的

D. 悬线受到的拉力减小为原来的

 

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如图所示,长为L的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动。关于小球过最高点的速度v,下列说法中正确的是(    )

A. v的最小值为

B. v由零逐渐增大到时,杆对球的弹力逐渐增大

C. v逐渐增大时,杆对球的弹力逐渐减小

D. v是球所受弹力方向发生变化的临界速度

 

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