Question

【題目】如圖所示，是一個(gè)研究向心力與哪些因素有關(guān)的DIS實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，其中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓柱體的質(zhì)量為，放置在圓盤上(未畫(huà)出)，圓周軌道的半徑為力傳感器測(cè)定的是向心力，光電傳感器測(cè)定的是圓柱體的線速度，以下是所得數(shù)據(jù)和圖乙所示的三個(gè)圖象:

(1)數(shù)據(jù)表和圖乙的三個(gè)圖象是在用實(shí)驗(yàn)探究向心力和圓柱體線速度的關(guān)系時(shí)保持圓柱體質(zhì)量不變，半徑的條件下得到的。研究圖象后,可得出向心力F和圓柱體速度的關(guān)系式:____________；

(2)為了研究F和成反比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)吋除了保持圓柱體質(zhì)量不變外,還應(yīng)保持物理量____

不變；

(3)根據(jù)你已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的向心力公式以及上面的圖線可以推算出，本實(shí)驗(yàn)中圓柱體的質(zhì)量為_______kg.

Answer 1

【答案】（1）F=0.88v2 （2）線速度的大小 （3）0.176kg

【解析】

（1）由乙圖可知，F∝v2，由數(shù)學(xué)知識(shí)得到F-v2圖象的斜率，故向心力F和圓柱體速度v的關(guān)系是 F=0.88v2．
（2）該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用控制變量法研究物理量的關(guān)系，根據(jù)向心力公式可知為研究F與r的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)除保持圓柱體的質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持不變的物理量是線速度的大小．
（3）根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的向心力公式，與F=0.88v2比較得，將r=0.2m代入得：m=0.176kg．