做圆轨道上稳定运行的飞船内,宇航员为了验证向心力公式,设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔):给待测物体一个初速度,使它在水平桌面上做匀速圆周运动.该飞船内

做圆轨道上稳定运行的飞船内,宇航员为了验证向心力公式,设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔):给待测物体一个初速度,使它在水平桌面上做匀速圆周运动.该飞船内

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做圆轨道上稳定运行的飞船内,宇航员为了验证向心力公式,设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔):给待测物体一个初速度,使它在水平桌面上做匀速圆周运动.该飞船内具有基本测量工具.
(1)实验时需要测量的物理量是______;(写出描述物理量的文字和符号)
(2)若向心力公式成立,则上述物理量的关系式:______.
答案
据题,物体在桌面上做匀速圆周运动,物体与桌面间的摩擦力忽略不计,由弹簧秤的拉力提供物体的向心力.根据牛顿第二定律得:
F=m(
2nπ
t
)
2
r

所以实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、物块质量m、物块到小孔O的距离r、物块转n圈时间t.
故答案为:弹簧秤示数F、物块质量m、物块到小孔O的距离r、物块转n圈时间t;F=m(
2nπ
t
)2r
举一反三
质量为m的物体从半径为R的半球形碗的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得物体的速度大小不变,那么(  )
A.因为速率不变,所以物体的加速度为零
B.物体下滑过程中受的合外力越来越大
C.物体下滑过程中的摩擦力大小不变
D.物体下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心
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如图所示,两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球,细线的上端都系于O点.设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动.已知L1跟竖直方向的夹角为60°,L2跟竖直方向的夹角为30°,下列说法正确的是(  )
A.细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为


3
:1
B.小球m1和m2的角速度大小之比为


3
:1
C.小球m1和m2的向心力大小之比为3:1
D.小球m1和m2的线速度大小之比为3


3
:1

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如图所示,长为l=2m的轻杆,一端固定一个质量m=1kg的小球,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,小球过最高点的速度大小为4m/s,则轻杆对小球的作用力是(  )
A.大小为2N,方向为竖直向上
B.大小为2N,方向为竖直向下
C.大小为18N,方向为竖直向上
D.大小为18N,方向为竖直向下

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如图所示,汽车以10m/s的速度通过凸形桥最高点时,对桥的压力是车重的一半,则圆弧形桥面的半径为______m;当车速为______m/s时,车对桥面最高点的压力恰好为零.(g取10m/s2
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质量为m的汽车,额定功率为P,与水平地面间的摩擦数为μ,以额定功率匀速前进一段时间后驶过一圆弧形半径为R的凹桥,汽车在凹桥最低点的速度与匀速行驶时相同,则汽车对桥面的压力N的大小为(  )
A.N=m[g+
1
R
P
μmg
2]
B.N=m[g-
1
R
P
μmg
2]
C.N=mgD.N=
m
R
(
P
μmg
)2
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