8．用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系．兩個變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動．橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值．
如圖是探究過程中某次實(shí)驗(yàn)時裝置的狀態(tài)．
①在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時，要保持A相同．
A．ω和r    B．ω和m　  C．m和r　  D．m和F
②圖中所示是在研究向心力的大小F與C的關(guān)系．
A．質(zhì)量m    B．半徑r　  C．角速度ω
③若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1：9，與皮帶連接的兩個變速輪塔的半徑之比為B．
A.1：3　    B.3：1　   C.1：9     D.9：1．

分析 該實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，F(xiàn)=mω2r圖中抓住角速度不變、半徑不變，研究向心力與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)向心力之比求出兩球轉(zhuǎn)動的角速度之比，結(jié)合v=rω，根據(jù)線速度大小相等求出與皮帶連接的變速輪塔對應(yīng)的半徑之比．

解答 解：①在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法．故選：A．

②圖中兩球的質(zhì)量相同，轉(zhuǎn)動的半徑相同，則研究的是向心力與角速度的關(guān)系．故選：C．

③根據(jù)F=mω2r，兩球的向心力之比為1：9，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動的角速度之比為1：3，因?yàn)榭科鲃�，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)v=rω，知與皮帶連接的變速輪塔對應(yīng)的半徑之比為3：1．故選：B．
故答案為：①A； ②C；③B．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，即要研究一個量與另外一個量的關(guān)系，需要控制其它量不變．知道靠皮帶傳動，變速輪塔的線速度大小相等．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．如圖，矩形閉合金屬框abcd的平面與勻強(qiáng)磁場垂直，若ab邊受豎直向上的磁場力的作用，則可知線框的運(yùn)動情況是（　　）
A．沿豎直方向向上平動B．向右平動退出磁場
C．向左平動進(jìn)入磁場D．沿豎直方向向下平動

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

19．汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運(yùn)動，所受阻力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率逐漸增大
B．汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率保持不變
C．在任意兩段相等的時間內(nèi)，汽車的速度變化量相等
D．在任意兩段相等的位移內(nèi)，汽車的速度變化量相等

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．如圖所示，兩根豎直固定的足夠長的金屬導(dǎo)軌ab和cd相距L=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和PQ的質(zhì)量均為m=10g，可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動，MN桿和PQ桿的電阻均為R=0.2Ω（豎直金屬導(dǎo)軌電阻不計），PQ桿放置在水平絕緣平臺上，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向里的磁場中，g取10m/s2
（1）若將PQ桿固定，讓MN桿在豎直向上的恒定拉力F=0.18N的作用下由靜止開始向上運(yùn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo=1.0T，桿MN的最大速度為多少？
（2）若將MN桿固定，MN和PQ的間距為d=0.4m，現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開始以$\frac{△B}{△t}$=0.5T/s的變化率均勻地增大，經(jīng)過多長時間，桿PQ對地面的壓力為零？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．法拉第在同一軟鐵環(huán)上繞兩個線圈，一個與電池相連，另一個與電流計相連，則（　　）
A．接通電池后，電流計指針一直保持偏轉(zhuǎn)
B．接通電池時，電流計指針沒有偏轉(zhuǎn)
C．接通電池后再斷開時，電流計指針沒有偏轉(zhuǎn)
D．接通電池時，電流計指針偏轉(zhuǎn)，但不久又回復(fù)到零

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場邊界線SP∥MN，速率不同的同種帶電粒子從S點(diǎn)沿SP方向同時射入磁場．其中穿過a點(diǎn)的粒子速度v1與MN垂直；穿過b點(diǎn)的粒子速度v2與MN成60°角，設(shè)粒子從S到a、b所需時間分別為t1和t2（帶電粒子重力不計），則t1：t2為（　�。�
A．1：3B．4：3C．3：2D．1：1

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖甲所示，有一磁感強(qiáng)度大小為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場邊界OP與水平方向夾角為45°，緊靠磁場右上邊界放置長為L，間距為d的平行金屬板M、N，磁場邊界上的O點(diǎn)與N板在同一水平面上，O1、O2電場左右邊界中點(diǎn)．在兩板間存在如圖乙所示的交變電場（取豎直向下為正方向）．某時刻從O點(diǎn)豎直向上同時發(fā)射兩個相同的粒子a和b，質(zhì)量為m，電量為+q，初速度不同．粒子a在圖乙中的t=$\frac{T}{4}$時刻，從O1點(diǎn)水平進(jìn)入板間電場運(yùn)動，由電場中的O2點(diǎn)射出．粒子b恰好從M板左端進(jìn)入電場．（不計粒子重力和粒子間相互作用，電場周期T未知）

求：（1）粒子a、b從磁場邊界射出時的速度va、vb；
（2）粒子a從O點(diǎn)進(jìn)入磁場到射出O2點(diǎn)運(yùn)動的總時間；
（3）如果交變電場的周期T=$\frac{4m}{qB}$，要使粒子b能夠穿出板間電場，求則電場強(qiáng)度大小E0滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度．當(dāng)外界拉力作用于力敏傳感器的掛鉤上時，數(shù)字電壓表上的讀數(shù)U與所加外力F成正比，即U=KF，式中K為比例系數(shù)．用絕緣懸絲把底部長為L、電阻為R、質(zhì)量為m的方形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用軟細(xì)銅絲連接線框與電源，細(xì)銅絲的電阻忽略不計．當(dāng)線框接入電壓為E1時，電壓表的示數(shù)為U1；當(dāng)線框接入電壓為E2時，電壓表示數(shù)為U2．則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（　　）
A．B=|$\frac{R（{U}_{1}-{U}_{2}）}{K（{E}_{2}-{E}_{1}）L}$|B．B=|$\frac{R（{U}_{1}-{U}_{2}）}{K（{E}_{2}+{E}_{1}）L}$|
C．B=|$\frac{R（{U}_{1}+{U}_{2}）}{K（{E}_{2}-{E}_{1}）L}$|D．B=|$\frac{R（{U}_{1}+{U}_{2}）}{K（{E}_{2}+{E}_{1}）L}$|

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．一種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重現(xiàn)象，一個可以乘十多個人的環(huán)境座艙裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后，讓座艙自由落下，落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，到達(dá)地面時剛好停下，已知座艙開始下落時的高度為70m，當(dāng)落到地面25m的位置時開始制動，座艙均勻減速，則：
（1）座艙減速運(yùn)動時的加速度的大小為多少？
（2）座艙運(yùn)動的總時間為多長？

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同步練習(xí)冊答案