第4章 实验6 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 2023年精品.pdf

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14π2?n-1?2:..t解析(1)小球运动的周期为T=n-1(2)小球的重力G=F=mg小球运动的向心力大小为F=F2-G2=?2F?2-F2=3F向T4π2(3)小球做匀速圆周运动,则F=mr向T23t2g轨道半径为r=.4π2?n-1?,末端与上表面很小的压力传感器表面相切,水平地面上依次铺放好木板、白纸、,经轨道末端飞出,落到铺着复写纸和白纸的木板上,在白纸上留下点迹,由同一位置重复释放几次,记录每次压力传感器的示数;改变小球在圆弧轨道上的释放位置,重复上述实验步骤.(当地的重力加速度为g)(1)为了完成实验,,,用尽可能小的圆把所有落点圈住,圆心即为平均落点(2)某次实验时记录的压力传感器示数为F,并测出小球的质量为m,小球的向心加速度大小a=(3)实验除了记录压力传感器示数F,测量小球的质量m外,还需要测量轨道末端距地面的高度h、水平位移x、圆弧轨道半径R,则要验证向心加速度大小a与线速度大小v的关系,n只需要验证____________表达式即可(用测量的数据表示).FFx2g答案(1)BD(2)-g(3)-g=mm2hR解析(1)这个实验验证向心加速度大小a与线速度大小v的关系,而线速度大小v由平抛运n动来进行测量,不用考虑圆弧轨道是否光滑,故A错误;线速度大小v由平抛运动来进行测量,平抛运动要求初速度沿水平方向,所以固定圆弧轨道时,末端必须水平,故B正确;实验中应选择密度大的小球,可以减小空气阻力的影响,故C错误;确定小球在白纸上的落点:..时,用尽可能小的圆把所有落点圈住,圆心即为平均落点,这样可以减小实验的偶然误差,(2)小球滚到圆弧轨道最低点,由牛顿第二定律有F-mg=ma得a=-gnnm1(3)小球做平抛运动,由平抛运动规律得h=gt2,x=vt2g解得v=x2h这个实验验证向心加速度大小a与线速度大小v的关系,ng?x?2v22hx2g而a===nRR2hRFx2g即需要验证-g=.m2hR