2025版新教材高中物理第六章圓周運(yùn)動2向心力微點(diǎn)2探究向心力大小與物體的質(zhì)量角速度和軌道半徑的關(guān)系課時作業(yè)新人教版必修第二冊

微點(diǎn)2探究向心力大小與物體的質(zhì)量、角速度和軌道半徑的關(guān)系1．向心力演示器如圖所示．轉(zhuǎn)動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動．皮帶分別套在塔輪2和3的不同圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動．小球做圓周運(yùn)動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力供應(yīng)，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，依據(jù)標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值．現(xiàn)將小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為探究小球受到的向心力大小與角速度大小的關(guān)系，下列做法正確的是()A．在小球運(yùn)動半徑相等的狀況下，用質(zhì)量相同的小球做試驗B．在小球運(yùn)動半徑相等的狀況下，用質(zhì)量不同的小球做試驗C．在小球運(yùn)動半徑不等的狀況下，用質(zhì)量不同的小球做試驗D．在小球運(yùn)動半徑不等的狀況下，用質(zhì)量相同的小球做試驗2．用如圖所示的裝置可以探究做勻速圓周運(yùn)動的物體須要的向心力的大小與哪些因素有關(guān)．(1)本試驗采納的科學(xué)方法是()A．限制變量法B．累積法C．微元法D．放大法(2)圖示情景正在探究的是()A．向心力的大小與半徑的關(guān)系B．向心力的大小與線速度大小的關(guān)系C．向心力的大小與角速度大小的關(guān)系D．向心力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系3．如圖所示，圖甲為“利用向心力演示器驗證向心力公式”的試驗示意圖，圖乙為其俯視圖．圖中A、B槽分別與a、b輪同軸固定，且a、b輪半徑相同．當(dāng)a、b兩輪在皮帶的帶動下勻速轉(zhuǎn)動時，(1)兩槽轉(zhuǎn)動的角速度ωA________ωB(填“>”“＝”或“<”).(2)現(xiàn)有兩個質(zhì)量相同的鋼球，鋼球1放在A槽的橫臂擋板處，鋼球2放在B槽的橫臂擋板處，它們到各自轉(zhuǎn)軸的距離之比為2∶1.則鋼球1、2的線速度之比為________；當(dāng)鋼球1、2各自對應(yīng)的標(biāo)尺露出的格數(shù)之比為______時，向心力公式F＝mω2r得到驗證．微點(diǎn)2探究向心力大小與物體的質(zhì)量、角速度和軌道半徑的關(guān)系[過基礎(chǔ)]1．答案：A解析：依據(jù)F＝mω2r可知，要探討小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需限制小球的質(zhì)量和半徑不變，故A正確．2．答案：(1)A(2)C解析：(1)本試驗采納的科學(xué)方法是限制變量法，A正確．(2)由題圖可知，兩邊的變速塔輪上的變速擋位不同，則兩球的角速度不同，由于都是鋼球，兩球大小相同，可以認(rèn)為兩球的質(zhì)量相等，同時兩球繞軸做圓周運(yùn)動的半徑相同，可知圖示情景正在探討的是向心力的大小與角速度大小的關(guān)系，C正確．3．答案：(1)＝(2)2∶12∶1解析：(1)因a、b兩輪通過皮帶相連，則a、b兩輪邊緣的線速度大小相等，且a、b兩輪半徑相同，故兩輪角速度相同；而A、B槽分別與a、b輪同軸固定，故兩槽的角速度分別與兩輪的角速度相等．綜上可知兩槽轉(zhuǎn)動的角速度相等，即ωA＝ωB.(2)鋼球1、2的角速度相同，做勻速圓周運(yùn)動的半徑之比為2∶1，依據(jù)v＝ωr可知，鋼球1、2的線速度之比為2∶1；依據(jù)向心力公式F＝m