《实验：用圆锥摆验证向心力的表达式》测练1

《《实验：用圆锥摆验证向心力的表达式》测练1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、《实验：用圆锥摆验证向心力的表达式》测练1一、填空题(本大题共4小题，共16.0分)1.几位同学探究“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”．他们用细线吊着一小铁球，使小铁球在水平面内做匀速圆周运动，如图．他们用仪器测出下列物理量：小铁球质量m，悬点O到球心距离L，细线与竖直方向的夹角α．已知重力加速度为g．则：（1）小铁球做匀速圆周运动时向心力的大小是______（2）小铁球做匀速圆周运动时的角速度是______．2.如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运

2、动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ．则①小球受到的______（填“2”或“3”）个力的作用，这几个力的合力大小为材______（用题中提供的已知量表示）．②小球运动的线速度大小为______．3.为验证向心力公式，某探究小组设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球．将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距

3、离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t．则：（1）小钢球做圆周运动的周期T=______．（2）小钢球做圆周运动的向心力F=______．4.在“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的实验中，如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为0.5米，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为30°，小球的质量是200克．用秒表测得小球转动10周的时间是14秒．（g取10m/s2，计算数值小数点后保留两位数字）那么，小球做匀速圆周运动的角速度是______rad/s，由向心力公式求得向心力是______N，细绳拉力与重力的合力是______N．二、实

4、验题探究题(本大题共4小题，共36.0分)5.用圆锥摆可以粗略验证向心力的表达式F合=mω2r，如图甲所示，细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上，将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心，用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动．（1）用秒表记录钢球运动n圈的时间t，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，这样就能算出钢球的角速度ω=______．钢球的质量m可以由天平测出，于是就能算出钢球所需要的向心力F=mω2r=______．（2）我们再从另一方面计算钢球所受的向心力．钢球在水平面

5、内做匀速圆周运动时，受到重力mg和细线拉力Fr的作用，如图乙所示，它们的合力为F合=mgtanθ．tanθ值能通过以下测量和计算得到：在图甲中．测出圆半径r和小球距悬点的竖直高度h，tanθ=，用天平测得钢球质量m后，就可以求出合力F合=______．（3）由于小球运动时距纸面有一定高度，所以它距悬点的竖直高度h并不等于纸面距悬点的距离，如果F和F合在误差允许的范围内相等，即可粗略验证了向心力表达式F合=mω2r是正确的，你认为本实验中不用测量的物理量是______．6.某同学探究“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”，如图用细

6、线吊着一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，并用仪器测出了小球的下列物理量：运动n圈的总时间t；做匀速圆周运动的半径r；质量m；到悬点O的竖直距离h．已知重力加速度为g．则小球所需要的向心力的表达式F向=______；小球所受的合力的表达式为F合=______．（用字母n、t、r、m、h、g表示）7.如图所示，是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验，实验步骤如下：（1）用秒表记下钢球运动n圈的时间t．（2）通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，并用天平测出钢球质量m．（3）测出钢球（以球心为准）到悬点的竖直高度h

7、．用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式F1=______，钢球所受合力的表达式F2=______．下面是一次实验得到的数据，代入上式计算结果F1=______N，F2=______N．（g取10m/s2，π2≈10，保留三位有效数字）（4）比较上述向心力F1和合力F2，得出了实验结论．m（kg）r（m）n（转）t（秒）h（m）0.10.0254030.20.1458.在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．

8、实验步骤如下：①测量AC间细绳长度l；②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；⑤算出C球所受的合力F；⑥验证向心力公式．（I）在上述实验中还需要测