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题型：实验探究题题类：难易度：普通

河北省沧州市2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

某同学利用如图所示的装置，探究小球在最低点时所需向心力的大小F与质量m和半径r的关系，实验中小球可看作质点。

（1）、本实验采用的实验方法是（填“控制变量法”或“等效替代法”）。

（2）、将质量不同的小球分别系于同一轻绳的下端，将轻绳拉至水平位置由静止释放，此操作用来探究一定，向心力的大小F与的关系。（两空选填“质量m”或“半径r”）

（3）、将质量相同的小球分别系于长度为L和2L的轻绳下端，再将轻绳拉至水平位置由静止释放，则小球到达最低点时，拉力传感器的示数之比为。

举一反三

如图所示为向心力演示器，可用来“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层，每层左、右塔轮半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，皮带不打滑，可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A或B处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。

（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是{#blank#}1{#/blank#}

A、理想实验法 B、控制变量法 C、等效替代法 D、类比法

（2）探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板{#blank#}2{#/blank#}处选填（“A”或“B”），将传动皮带套在左、右塔轮半径比为{#blank#}3{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ”）的轮盘上。

完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功．航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示．为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板 $\text{[math]}$ 是与水平甲板 $\text{[math]}$ 相切的一段圆弧，示意如图2， $\text{[math]}$ 长 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 水平投影 $\text{[math]}$ ，图中 $\text{[math]}$ 点切线方向与水平方向的夹角 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ）．若舰载机从 $\text{[math]}$ 点由静止开始做匀加速直线运动，经 $\text{[math]}$ 到达 $\text{[math]}$ 点进入 $\text{[math]}$ ．已知飞行员的质量 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求

（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功 $\text{[math]}$ ；

（2）舰载机刚进入 $\text{[math]}$ 时，飞行员受到竖直向上的压力 $\text{[math]}$ 多大．

如图所示，半径为 $\text{[math]}$ 的圆弧轨迹沿竖直方向固定，倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑斜面与弧形轨道 $\text{[math]}$ 相切于 $\text{[math]}$ 点， $\text{[math]}$ 点为轨迹的最低点， $\text{[math]}$ 为圆心，其中 $\text{[math]}$ ，质量为 $\text{[math]}$ 可视为质点的物体由 $\text{[math]}$ 点静止释放，经过一段时间运动到 $\text{[math]}$ 点，由于物体与圆弧轨道不同位置之间的动摩擦因数不相同，物体在 $\text{[math]}$ 段做匀速圆周运动。已知 $\text{[math]}$ 点到 $\text{[math]}$ 点的距离为 $\text{[math]}$ ，物体在 $\text{[math]}$ 段与 $\text{[math]}$ 段克服摩擦力做的功分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（　　）

某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值。

下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作。

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