Question

兩個(gè)同學(xué)合作做體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)來(lái)粗略地驗(yàn)證向心力公式F_n=mv²/r和F_n=mω²r．他們的做法如下：如圖甲，繩子的一端拴一個(gè)小沙袋或其他小物體，繩上離小沙袋重心40cm的地方打一個(gè)繩結(jié)A，80cm的地方打另一個(gè)繩結(jié)B．同學(xué)甲看著手表，每秒鐘喊2次口令．同學(xué)乙按下列步驟操作：
一：手握繩結(jié)A，如圖乙，使沙袋近似在水平方向上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每2次口令運(yùn)動(dòng)1周．體會(huì)此時(shí)繩子拉力的大�。�  
二：改為手握繩結(jié)B，仍使沙袋在水平方向上每秒運(yùn)動(dòng)1周．體會(huì)此時(shí)繩子拉力的大小．
三：又改為手握繩結(jié)A，但使沙袋在水平方向上每秒運(yùn)動(dòng)2周．體會(huì)此時(shí)繩子拉力的大小．
操作二與操作一

角速度

相同（填線速度或角速度），同學(xué)乙感到哪次向心力比較大？

操作二

（填操作一或操作二）；操作三與操作二

線速度

相同（填線速度或角速度），同學(xué)乙感到哪次向心力比較大？

操作三

（填操作三或操作二）

Answer 1

分析：操作二與操作一，角速度相同，根據(jù)F=mω²r比較拉力的大小，操作三和操作二線速度相同，根據(jù)F=m

v2

r

比較拉力的大�。�

解答：解：操作一和操作二，都是每秒轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，則角速度相等，根據(jù)F=mω²r知，半徑大時(shí)所需的向心力大，則拉力大．知操作二感到向心力較大．
操作三和操作二比較，操作二1s內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為2πr，操作三1s內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為2×2π×

r

2

=2πr．知線速度相同，根據(jù)F=m

v2

r

知，半徑小時(shí)向心力大，則操作三感到向心力較大．
故答案為：角速度，操作二，線速度，操作三．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握向心力的兩個(gè)公式F=mω²r、F=m

v2

r

并能靈活運(yùn)用．