Question

【题目】某同学利用如图所示的向心力演示器定量探究匀速圆周运动所需向心力F跟小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系。

(1)为了单独探究向心力跟小球质量的关系，必须用________法；

(2)转动手柄可以使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球随之做匀速圆周运动。这时我们可以看到弹簧测力筒上露出标尺，通过标尺上红白相间等分格数，即可求得两个球所受的________；

(3)该同学通过实验得到如下表的数据：

次数	球的质量m/g	转动半径r/cm	转速/每秒几圈	向心力大小F/红格数
1	14.0	15.00	1	2
2	28.0	15.00	1	4
3	14.0	15.00	2	8
4	14.0	30.00	1	4

根据以上数据，可归纳概括出向心力F跟小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系是： ___________________（文字表述）；

(4)实验中遇到的问题有：_________（写出一点即可）。

Answer 1

【答案】控制变量 向心力大小之比（或向心力之比） 向心力F跟小球质量m成正比，跟转速n的平方成正比，跟运动半径r成正比（或向心力F跟小球质量m、转速n的平方、运动半径r的乘积成正比） 难以保证小球做匀速圆周运动，转速难按比例调节和露出格子数（或力的读数）不稳定，难定量化

【解析】

(1)[1]为了单独探究向心力跟小球质量的关系，需要控制转速n和运动半径r不变，所以需要采用控制变量法；

(2)[2]标尺上红白相间等分格子的多少可以显示小球所受向心力的大小，所以通过标尺上红白相间等分格数，即可求得两个球所受的向心力大小之比；

(3)[3]根据表格中数据可知向心力F跟小球质量m成正比，跟转速n的平方成正比，跟运动半径r成正比（或向心力F跟小球质量m、转速n的平方、运动半径r的乘积成正比）；

(4)[4]实验中可能遇到的问题是难以保证小球做匀速圆周运动，转速难按比例调节和露出格子数（或力的读数）不稳定，难定量化。