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1．如图所示为向心力演示装置，匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽
5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动．使小球做匀速圆周运动的向心力由横
臂6的挡板(即挡板A、B、C)对小球的压力提供．球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用
使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略
计算出两个球做圆周运动所需的向心力的比值．利用此装置可以探究做匀速圆周运动的物体
需要的向心力的大小与哪些因素有关．已知小球在挡板 A、B、C处做圆周运动的轨迹半径
之比为1∶2∶1.
(1)要探究向心力与轨道半径的关系时，把皮带套在左、右两个塔轮的半径相同的位置，把
两个质量________(选填“相同”或“不同”)的小球放置在挡板________和挡板________位
置(选填“A”“B”或“C”)．
(2)把两个质量不同的小球分别放在挡板A和C位置，皮带套在左、右两个塔轮的半径之比
为1∶2，则放在挡板A处的小球与C处的小球角速度大小之比为________．
(3)把两个质量相同的小球分别放在挡板B和C位置，皮带套在左、右两边塔轮的半径之比
为3∶1，则转动时左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为________．
2．(2023·山东泰安市模拟)为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，小明按图甲装
置进行实验，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控
制，光电计时器可以记录转动快慢．
(1)为了探究向心力与角速度的关系，需要控制__________保持不变，小明由计时器测转动
的周期T，计算ω2的表达式是____________．
(2)小明按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图乙所示，纵轴 F为力传感器
读数，横轴为ω2，图线不过坐标原点的原因是__________________，用电子天平测得物块质量为1.50 kg，直尺测得半径为50.00 cm，图线斜率为__________ kg·m(结果保留两位有效
数字)．
3．(2023·山东烟台市模拟)某同学为了测量当地的重力加速度，设计了一套如图甲所示的实
验装置．拉力传感器竖直固定，一根不可伸长的细线上端固定在传感器的固定挂钩上，下端
系一小钢球，钢球底部固定有遮光片，在拉力传感器的正下方安装有光电门，钢球通过最低
点时遮光片恰能通过光电门．小明同学进行了下列实验步骤：
(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图乙所示，则d＝____________ mm；
(2)用游标卡尺测量小钢球的直径为D，用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为l；
(3)拉起小钢球，使细线与竖直方向成不同角度，小钢球由静止释放后均在竖直平面内运动，
记录遮光片每次通过光电门的遮光时间Δt和对应的拉力传感器示数F；
(4)根据记录的数据描绘出如图所示的F－图像，已知图像与纵轴交点为a，图像斜率为k，
则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g＝____________(用题目中所给物理量
的符号表示)；
(5)如果在实验过程中所系的细线出现松动，则根据实验数据求出的当地重力加速度g的值
比实际值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．
4．(2023·重庆市第八中学高三检测)小明同学为探究向心力F与线速度v的关系，用如图所
示的实验装置完成实验．其中质量为 m的小圆柱体放在未画出的水平光滑圆盘上，沿图中
虚线做匀速圆周运动．力电传感器测定圆柱体的向心力，光电传感器测定线速度，轨迹的半
径为r.实验过程中保持圆柱体质量和运动半径不变．
(1)该同学采用的实验方法为________．
A．等效替代法
B．理想化模型法
C．控制变量法(2)改变线速度v，并进行多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
v/(m·s－1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
F/N 0.88 1.98 3.50 5.50 7.90
该同学利用实验数据作出了以下四个图像，其中能较为直观地展示向心力F与线速度v关系
的图像是________．
(3)根据图像分析的结果，小明可以得到实验结论________________________________．
5．某同学设计了用如图所示装置探究向心力与质量、半径关系的实验．水平杆光滑，竖直
杆与水平杆铰合在一起，互相垂直，绕过定滑轮的细线两端分别与物块和力传感器连接．
(1)探究向心力与质量关系时，让物块1、2的质量不同，测出物块1、2的质量分别为m 、
1
m ，保持__________________相同，转动竖直杆，测出不同角速度下两力传感器的示数
2
F、F，测出多组F、F，作出F－F 图像，如果作出的图像是过原点的直线，且图像的斜
1 2 1 2 1 2
率等于________，则表明在此实验过程中向心力与质量成正比．
(2)探究向心力与半径关系时，让物块1、2的________相同，测出物块1和物块2到竖直杆
的距离分别为r 、r ，转动竖直杆，测出不同角速度下两力传感器的示数F 、F ，测出多组
1 2 1 2
F、F，作出F－F 图像，如果作出的图像是过原点的直线，且图像的斜率等于________，
1 2 1 2
则表明在此实验过程中向心力与半径成正比．
