文档内容
1．(2023·福建厦门市二模)如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力
的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各
自转轴中心距离之比为1∶2∶1。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由
上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1，如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，下列实
验中采用的实验方法与本实验相同的是________。
A．探究平抛运动的特点
B．用单摆测量重力加速度的大小
C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，
则需要将传动皮带调至第________层塔轮(选填“一”“二”或“三”)；
(3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带位于第二层，转动手
柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。
A．1∶2 B．1∶4 C．2∶1 D．4∶1
2．(2024·山西省联考)为探究向心力大小与角速度的关系，某实验小组通过如图所示的装置
进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一水
平细绳连接滑块，用来测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，宽度为 d，光电门可以记录
遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。(1)滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一
组拉力F和遮光时间t的数据，则滑块的角速度ω＝________(用t、l、d表示)。
(2)为验证向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出 F与________(选填
“t”“”或“”)的关系图像。如果图像是一条过原点的倾斜直线，且直线的斜率等于
________，表明此实验过程中向心力与______________________成正比(选填“角速度”
“角速度的平方”或“角速度的二次方根”)。
3.(2023·广东广州市三模)某同学设计如图所示的实验装置验证向心力公式和平抛运动水平分
运动为匀速运动。将四分之一圆弧固定在桌面上，圆弧底下安装一个压力传感器，光电门固
定在圆弧底端正上方。实验步骤如下：
①让小球静止在圆弧底端，静止时，压力传感器示数为F；
0
②让小球从圆弧某一位置静止释放，记录通过光电门的时间 t、压力传感器示数F和落点与
圆弧底端的水平位移x；
③改变释放位置，重复②的步骤。
请回答以下问题：
(1)为完成实验，关于实验装置及相关测量，下列说法正确的是________；
A．圆弧要保持光滑
B．小球要选择体积小，密度大的
C．要测量小球到地面的竖直高度
D．要测量小球的质量
(2)用游标卡尺测量小球直径，如图所示，则小球直径为d＝________ mm；
(3) 以 ________( 填 “ F” 或 “ F － F”) 为 纵 轴 ， 为 横 轴 作 图 像 ， 若 图 像
0
______________________，则说明向心力大小与小球速度的平方成正比；
(4)作x－y图像，若图像成正比，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动，其中 y应该为
________(填“t”“”或“”)；
(5)甲、乙两位同学以不同的桌面高度进行实验，得到如图所示甲、乙两条图线，y与(4)中相
同，其中甲同学实验时的桌面高度比乙同学的________(填“高”或“低”)。4．(2023·湖北武汉市检测)利用如图甲所示的圆锥摆装置验证向心力表达式，步骤如下：
(1)用天平测出密度较大的小球的质量为m，如图乙所示用20分度游标卡尺测出小球的直径
D＝________ cm。小球静止时，用刻度尺测量此时悬挂点与小球上端之间的竖直距离为L。
(2)在白纸上画几个不同半径的同心圆，用刻度尺测量各个圆的半径r。将白纸平铺在水平桌
面上，使同心圆的圆心刚好位于______________。让小球做圆锥摆运动，俯视观察小球，其
在水平面上沿着白纸上某个圆做圆周运动，当运动稳定时，用秒表测量小球运动 5圈所用的
时间t。
(3)用向心力表达式推导出F ＝____________(用m、t、r和圆周率π表示)；通过受力分析，
n
推导出小球做圆周运动时所受合力F ＝________(用m、r、D、L和重力加速度g表示)。将
合
记录的数据代入到上述两个表达式中进行计算。
(4)改变绳长，重复(2)、(3)实验步骤，记录多组数据。
(5)通过比较每一组实验数据计算出的F 和F 的大小，在误差允许的范围内近似相等。由此，
n 合
向心力的表达式得以验证。
5．某同学想测量某地重力加速度g的大小和圆弧轨道的半径R。所用装置如图甲所示，一
个倾角为37°的固定斜面与竖直放置的光滑圆弧轨道相切，一个可以看作质点、质量为 m的
滑块从斜面上某处由静止滑下，滑块上有一个宽度为d的遮光条，在圆弧轨道的最低点有一
光电门和一压力传感器(没有画出)，可以记录挡光时间t和压力传感器受到的压力F。
(1)若某次挡光时间为t，则此时遮光条速度v＝________；
0
(2)实验过程中从斜面的不同位置释放滑块，然后记录对应的挡光时间 t和压力传感器的示数
F，得到多组数据，该同学通过图像法来处理数据，得到如图乙所示的图像，但忘记标横轴
表示的物理量，请通过推理补充，横轴表示的物理量为________(填“t”“”“t2”或“”)；
(3)已知图乙中图线的斜率为k，纵截距为b，则可知某地重力加速度g＝________；圆弧轨
道的半径R＝________。(用题给物理量符号表示)
