Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的向心力演示器定量探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力F跟小球質(zhì)量m、轉(zhuǎn)速n和運(yùn)動(dòng)半徑r之間的關(guān)系。

(1)為了單獨(dú)探究向心力跟小球質(zhì)量的關(guān)系，必須用________法；

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可以使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這時(shí)我們可以看到彈簧測(cè)力筒上露出標(biāo)尺，通過(guò)標(biāo)尺上紅白相間等分格數(shù)，即可求得兩個(gè)球所受的________；

(3)該同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如下表的數(shù)據(jù)：

次數(shù)	球的質(zhì)量m/g	轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r/cm	轉(zhuǎn)速/每秒幾圈	向心力大小F/紅格數(shù)
1	14.0	15.00	1	2
2	28.0	15.00	1	4
3	14.0	15.00	2	8
4	14.0	30.00	1	4

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可歸納概括出向心力F跟小球質(zhì)量m、轉(zhuǎn)速n和運(yùn)動(dòng)半徑r之間的關(guān)系是： ___________________（文字表述）；

(4)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題有：_________（寫(xiě)出一點(diǎn)即可）。

Answer 1

【答案】控制變量 向心力大小之比（或向心力之比） 向心力F跟小球質(zhì)量m成正比，跟轉(zhuǎn)速n的平方成正比，跟運(yùn)動(dòng)半徑r成正比（或向心力F跟小球質(zhì)量m、轉(zhuǎn)速n的平方、運(yùn)動(dòng)半徑r的乘積成正比） 難以保證小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速難按比例調(diào)節(jié)和露出格子數(shù)（或力的讀數(shù)）不穩(wěn)定，難定量化

【解析】

(1)[1]為了單獨(dú)探究向心力跟小球質(zhì)量的關(guān)系，需要控制轉(zhuǎn)速n和運(yùn)動(dòng)半徑r不變，所以需要采用控制變量法；

(2)[2]標(biāo)尺上紅白相間等分格子的多少可以顯示小球所受向心力的大小，所以通過(guò)標(biāo)尺上紅白相間等分格數(shù)，即可求得兩個(gè)球所受的向心力大小之比；

(3)[3]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知向心力F跟小球質(zhì)量m成正比，跟轉(zhuǎn)速n的平方成正比，跟運(yùn)動(dòng)半徑r成正比（或向心力F跟小球質(zhì)量m、轉(zhuǎn)速n的平方、運(yùn)動(dòng)半徑r的乘積成正比）；

(4)[4]實(shí)驗(yàn)中可能遇到的問(wèn)題是難以保證小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速難按比例調(diào)節(jié)和露出格子數(shù)（或力的讀數(shù)）不穩(wěn)定，難定量化。