小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com高考物理必做实验高考真题汇编实验6探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系1.（2024年高考海南卷）水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图（a）所示，图（b）为俯视图，测得圆盘直径D=42.02cm，圆柱体质量m=30.0g，圆盘绕过盘心O1的竖直轴匀速转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤：（1）用秒表测圆盘转动10周所用的时间t=62.8s，则圆盘转动的角速度ω=_____rad/s（π取3.14）（2）用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径，某次测量的示数如图（c）所示，该读数d=_____mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。（3）写出小圆柱体所需向心力表达式F=_____（用D、m、ω、d表示），其大小为_____N（保留2位有效数字）【参考答案】（1）1（2）16.2（3）①.②.6.1×10－3【名师解析】（1）圆盘转动10周所用的时间t=62.8s，则圆盘转动的周期为根据角速度与周期的关系有（2）根据游标卡尺的读数规则有1.6cm＋2×0.1mm=16.2mm（3）[1]小圆柱体做圆周运动的半径为则小圆柱体所需向心力表达式小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com[2]带入数据有F=6.1×10－3N2.（2）（2023年1月浙江选考·16I）“探究向心力大小的表达式”实验装置如图3所示．①采用的实验方法是__________A．控制变量法B．等效法C．模拟法②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动．此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的________之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相何等分标记的比值__________（选填“不变”、“变大”或“变小”）．【参考答案】①A②角速度平方不变【名师解析】①本实验先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实验方法是控制变量法；②标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，根据可知比值等于两小球的角速度平方之比。小球质量和转动半径相同的情况下，由于两球线速度相同，根据可知两球角速度相同；又根据可知向心力之比为1：1，逐渐加大手柄的转速，左右标尺露出的格数之比不变。小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com3.（6分）（2015全国理综I·22）某物理小组的同学设计了一个粗侧玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。完成下列填空：（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg;（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为______kg;（3）将小车从将凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：（4）根据以上数据，可求出小车经过将凹形桥最低点时对桥的压力为____N，小车经过将凹形桥最低点时的速度大小为____m/s，(重力加速度大小取9.80m/s2.计算结果保留2位有效数字)【参考答案】（2）1.40（2分）（4）7.9（2分）1.4（2分）【命题意图】本题主要考查设计性实验、质点在竖直面的圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生综合运用相关知识分析解决问题的能力。【解题思路】由于托盘秤的最小刻度为0.1kg，测量读数要估读到0.01kg，所以由图示刻度可读出玩具小车静置于凹形桥的最低点时托盘秤的示数为1.40kg。求出5次实验记录的m值的平均值，得m=1.81kg，减去凹形桥模型的质量1kg，可得玩具小车对凹形桥的压力为（1.81-1）×9.80N=7.9N.由牛顿第三定律，在最低点，凹形桥对玩具小车的支持力F=7.9N.根据题述，可知玩具小车质量m=1.40kg-1.00kg=0.4kg，在最低点，由牛顿第二定律，F-mg=m,小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com即7.9N-0.40×9.80N=0.4×，解得：v=1.4m/s。【易...