2024年高考特训卷物理【新教材】（辽宁专版）考点30

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考点 30 实验：探究向心力大小与半径、角速度和质量的关

系

1．[2023·浙江桐乡二模]用如图所示的实验装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、

质量的关系”的实验．

(1)本实验采用的科学方法是________．

A．控制变量法 B．累积法

C．微元法 D．放大法

(2)图甲的情景正在探究的是________．

甲

A．向心力的大小与半径的关系

B．向心力的大小与线速度的关系

C．向心力的大小与角速度的关系

D．向心力的大小与物体质量的关系

(3)图丙为图乙的俯视图．图中 A、B槽分别与 a、b轮同轴固定，且 a、b轮半径相同．

当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动，则两槽转动的角速度 ωA________ωB.(选填“>”

“＝”或“<”).

乙

丙

(4)现有两质量相同的钢球，①球放在 A槽的边缘，②球放在 B槽的边缘，它们到各自

转轴的距离之比为 2∶1，情景为图乙和图丙所示．则钢球①、②的线速度之比为________．

2．[2023·北京东城区模拟]图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，

金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的

转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿

半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小可以忽略．

(1)某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制____________和____________两

个变量保持不变．改变转台的转速，对应每个转速由________读出金属块受到的拉力，由

光电计时器读出转动的周期 T，计算出转动的角速度 ω＝________．

(2)上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来

处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像

横坐标 x表示的物理量是________，单位是________．

(3)为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有________和______

__．

3．[2023·山东青岛二模]用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小 F

与其质量 m、角速度 ω和轨迹半径 r之间的关系．两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄

使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动．

(1)在研究小球所受向心力的大小 F与其质量 m的关系时，要保持________相同．

A．ω和r B．ω和m

C．m和r D．m和F

(2)若图中两个小球的质量和轨迹半径相同，则是在研究 F与________的关系．

A．m　　　B．r　　　C．ω

4．[2023·广东佛山一模]利用如图实验装置可验证做匀速圆周运动的物体所受合力与所

需向心力的“供”“需”关系，启动小电动机带动小球做圆锥摆运动，不计一切阻力，移

动水平圆盘，当盘与球恰好相切时关闭电动机，让球停止运动，悬线处于伸直状态．利用

弹簧测力计水平径向向外拉小球，使小球恰好离开圆盘且处于静止状态时，测出水平弹力

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