某实验小组探究向心力F与角速度ω的关系,利用力传感器来测量力的大小,光电门传感器来测量挡光杆的挡光时间,进而求出角速度.实验装置如图1所示.实验器材:数据采集器

某实验小组探究向心力F与角速度ω的关系,利用力传感器来测量力的大小,光电门传感器来测量挡光杆的挡光时间,进而求出角速度.实验装置如图1所示.实验器材:数据采集器

题型:不详难度:来源:
某实验小组探究向心力F与角速度ω的关系,利用力传感器来测量力的大小,光电门传感器来测量挡光杆的挡光时间,进而求出角速度.实验装置如图1所示.
实验器材:数据采集器、光电门传感器、力传感器、向心力实验器、物理支架、计算机.
利用计算机软件对数据点进行分析.分别点击“一次拟合“、“二次拟合“、“三次拟合“,得出三条拟合图线.如图2所示(一次拟合表示因变量F和自变量ω成一次关系;二次拟合、三次拟合表示因变量与自变量成二、三次关系)观察记录数据与那种关系曲线共线,从而得出自变量和因变量的关系.
问题1:实验中,研究向心力与角速度关系采用的物理方法是______
问题2:根据图中的拟合的曲线可以得出什么结论:______
问题3:根据结论,可以判断如果是轻绳拉着小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,当质量与绳长相同时,角速度大的容易断还是角速度小的容易断______
答案
研究向心力与角速度关系时应控制半径不变,因此采用了“控制变量法”进行研究.
图中抛物线说明:向心力F和ω2成正比
根据绳子的拉力提供向心力得:
T=mω2l,当质量与绳长相同时,角速度大的绳子受到到拉力大,容易断.
故答案为:控制变量法,向心力F和ω2成正比,角速度大的容易断
举一反三
如图所示,半径R=0.9m的光滑的半圆轨道固定在竖直平面内,直径AC方向竖直向下,下端A与光滑的水平轨道相切.一个质量m=1kg的小球以v0=7m/s的初速度从出发点沿摩擦因数μ=0.2的水平轨道做直线运动,到达A端以vA=3


5
m/s的速度进入竖直圆轨道,后小球恰好能通过最高点C.不计空气阻力,g取10m/s2.求:
(1)小球刚进入圆周轨道A点时对轨道的压力为多少?
(2)小球从C点离开轨道后的落地点到A点的距离为多少?
(3)小球从出发点到A的距离为多少?
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关于向心力和向心加速度的说法,正确的是(  )
A.向心力是指向圆心方向的合力
B.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中一种力或某种力的分力
C.向心加速度描述速度大小变化的快慢
D.向心加速度描述速度方向变化的快慢
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下列说法正确的是(  )
A.火车在转弯时实际运行速度小于规定限速时,外轮对外轨有挤压
B.汽车安全通过凸形桥时,汽车处于超重状态
C.汽车安全通过凹形桥时,汽车处于失重状态
D.在轨运行航天器中的航天员处于失重状态
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当火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时,内、外轨对车轮皆无侧压力,若火车在该弯道实际运行速度为30m/s,则下列说法中正确的是(  )
A.仅外轨对车轮有侧压力
B.仅内轨对车轮有侧压力
C.内、外轨对车轮都有侧压力
D.内、外轨对车轮均无侧压力
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英国特技演员史蒂夫•特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道.如图所示,环形车道竖直放置,半径为6m,若汽车在车道上以12m/s恒定的速率运动,演员与汽车的总质量为1000kg,重力加速度g取10m/s2,则(  )
A.汽车通过最低点时,演员处于超重状态
B.汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×104N
C.若要挑战成功,汽车在最高点的速率不可能低于12m/s
D.汽车在环形车道上的角速度为1rad/s

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