如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上.圆周轨道的半径为r,力电传感器测定 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上.圆周轨道的半径为r,力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，以下是所得数据和图乙所示的F-v、F-v²、F-v³三个图象：

甲

乙
（1）数据表和图乙的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时保持圆柱体质量不变，半径r="0.1" m的条件下得到的.研究图象后，可得出向心力F和圆柱体速度v的关系式：___________________.
（2）为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量__________不变.
（3）根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为__________.

答案

（1）F=0.88v² （2）线速度（3）0.088 kg

解析

（1）研究数据表和图乙中B图不难得出F∝v²,进一步研究知图乙斜率k=

≈0.88,故F与v的关系式为F=0.88v².
（2）线速度v.
（3）由F=m

=0.88v²,r="0.1" m，所以m="0.088" kg.

核心考点

试题【如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上.圆周轨道的半径为r,力电传感器测定】；主要考察你对向心力与向心加速度等知识点的理解。[详细]

举一反三

一级方程式汽车大赛中，一辆赛车总质量为m，一个路段的水平转弯半径为R，赛车转此弯时的速度为v，赛车形状都设计得使其上下方空气有一压力差——气动压力，从而增大了对地面的正压力.正压力与摩擦力的比值叫侧向附着系数，以η表示.要上述赛车转弯时不侧滑，则需要多大的气动压力？

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在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ.设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ应等于__________.

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如下图所示，在半径R＝20cm、质量M＝168kg的均匀铜球中，挖去一球形空穴，空穴的半径为要，并且跟铜球相切，在铜球外有一质量m＝1kg、体积可忽略不计的小球，这个小球位于连接铜球球心跟空穴中心的直线上，并且在空穴一边，两球心相距是d＝2m，试求它们之间的相互吸引力．

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如图所示，天车下吊着两个质量都是m的工件A和B，系A的吊绳较短（但仍可将A可作质点），系B的吊绳较长，若天车运动到P处突然停止，则两吊绳所受拉力

、

的大小关系是

A．F_A>F_B

B．F_A=F_B="mg"

C．F_A<F_B

D．F_B=F_A>mg

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如图所示，用一根长为l＝1m的细线，一端系一质量为m＝1kg的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T。求（取g＝10m/s²，结果可用根式表示）：
（1）若要小球离开锥面，则小球的角速度ω₀至少为多大？
（2）若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω＇为多大？
（3）细线的张力T与小球匀速转动的加速度ω有关，请在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω＇之间时的T—ω²的图象（要求标明关键点的坐标值）。

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