5.4向心力 向心加速度（2）探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系-课时作业8-2021-2022学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

3.0 envi 2025-03-18 4 4 539.78KB 6 页 3知币
侵权投诉
10B 物理 第五章 曲线运动 作业 8
第四节 向心力 向心加速度（2）
探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系
班级________姓名________学号________日期________
1. ★★图（1）是“DIS 向心力实验器”，当质量为 m的砝码随旋转臂一起在水平面内做
半径为 r的圆周运动时，受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端
的挡光杆（挡光杆的挡光宽度为 Δs，旋转半径为 R）每经过光电门一次，通过力传感
器和光电门就同时获得一组向心力 F和角速度 ω的数据，并直接在坐标系中描出相应
的点。得到多组 F、ω的数据后，连成平滑的曲线，如图（2）。
（1）为了得到线性分布的数据点，应将横坐标
ω改为__________；
（2）实验中，旋转过程中某次挡光杆经过光电
门时的遮光时间为 Δt，则角速度 ω＝
_________；
（3）若将旋转臂转到竖直平面内，使其带着砝
码在竖直平面内做圆周运动，每次挡光杆转到最
高点就经过光电门一次，力传感器记录旋转臂受
到的砝码对它的作用力，同时光电门记录挡光时间，获得一组 F和ω的数据，多次测
量后绘制出 F-ω图像如图（3）。已知重力加速度 g为9.8m/s2，砝码做圆周运动的半
径 为 20cm 。从图中可得，砝码的质量为_______kg ，图线与横坐标的交点 ω＝
______rad/s。
（1）
牵引杆
挡光杆
旋转臂 砝码
ω/rad·s-1
F/N
（3）
0
0.1
0.2
－0.1
F/N
（2
）
0ω/rad·s -1
2. ★★一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与
角速度、半径的关系。
（1）首先，他们让一砝码做半径 r为0.08m 的圆周运动，数字实验系统通过测量和计
算得到若干组向心力 F和对应的角速度 ω，如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘
出F－ω的关系图像。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06
ω/rad·s-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
（2）通过对图像的观察，兴趣小组的同学猜测 F与ω2成正比。你认为，可以通过进
一步转换，做出_______关系图像来确定他们的猜测是否正确。
（3） 在 证 实 了 F∝ω2之 后 ， 他 们 将 砝 码 做 圆 周 运 动 的 半 径 r再 分 别 调 整 为
0.04m、0.12m，又得到了两条 F－ω图像，他们将三次实验得到的图像放在一个坐标
系中，如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论，他们得出 F∝ r的结论，
你认为他们的依据是_____________。
（4）通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力 F与角速度 ω、半径
F/N
ω/rad·s-1
3.0
2.0
1.0
0102030
甲
ω/rad·s -10
r=0.04m
r=0.12m
r=0.08m
乙
F/N
5.4向心力 向心加速度（2）探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系-课时作业8-2021-2022学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册.docx

共6页,预览2页

还剩页未读， 继续阅读

相关推荐

更多
立即下载
作者：envi 分类：高中 价格：3知币 属性：6 页 大小：539.78KB 格式：DOCX 时间：2025-03-18

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务

作者详情

相关内容

更多

推荐作者

热门标签

大联考 高考地理 英语真题 听力 语法填空 石家庄 数学竞赛 读后续写 英语阅读 深圳中学
/ 6
评分 收藏
分享
立即下载
客服
关注