【題目】用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運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驗時裝置的狀態(tài)。

(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時,要保持______相同。

A. ωr B. ωm  C. mr  D. mF

(2)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_______。

A. 1∶3 B. 3∶1 C. 1∶9 D. 9∶1

【答案】 (1)A (2)B

【解析】(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)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,因為靠皮帶傳動,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.

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圖示中雙縫的位置L1=__________mm,毛玻璃屏的位置L2=__________mm,螺旋測微器的讀數(shù)x1=__________mm,螺旋測微器的讀數(shù)x7=__________mm,請用以上測量量的符號表示出該單色光波長的表達式__________.

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