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题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

江苏省扬州市2018-2019学年高一下学期物理期末考试试卷

如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：

（1）、该同学采用的实验方法为________．

A、等效替代法 B、控制变量法 C、理想化模型法 D、微小量放大法

（2）、改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：

v/m•s^-1	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
v²/m²•s^-2	1.0	2.25	4.0	6.25	9.0
F/N	0.88	2.00	3.50	5.50	7.90

①请在图乙中作出F-v²图线；

②若圆柱体运动半径r＝0.3 m，由作出的F-v²的图线可得圆柱体的质量m＝ kg．(结果保留两位有效数字)

举一反三

长郡中学物理兴趣小组用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。将一带遮光条的小球用长为 $\text{[math]}$ （L远大于小球的半径）的细线悬挂在力传感器上（它能将数据实时传送到计算机上），在力传感器正下方适当位置固定一光电门。实验步骤如下：

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图2所示，则遮光条的宽度 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

（2）在细线伸直的情况下从某一位置由静止释放小球，记录小球通过光电门时的挡光时间t。此过程中力传感器的示数一直在变化，应该记录力传感器示数的{#blank#}2{#/blank#}（填“最大值”“最小值”或“平均值”）作为测量结果。

（3）改变小球的释放位置，多记录几组挡光时间t和对应的力传感器的测量结果F。

（4）以 $\text{[math]}$ 为横坐标，以F为纵坐标，将得到的数据进行描点如图3所示，则当地的重力加速度 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ （结果保留2位有效数字）。

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．

在“探究向心力大小表达式”的实验中，某小组通过如图甲所示装置进行实验，将一滑块套入水平杆上，一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F大小。滑块上固定一遮光片宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块做匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。

如图所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，皮带分别套在变速塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：

转盘游戏深受人们喜爱，现将其简化为如图所示模型。倾角为 $\text{[math]}$ 的圆盘绕垂直于盘面且过圆心的轴做匀速圆周运动，盘面上距离轴r处有一可视为质点的小物块与圆盘始终保持相对静止，物块与盘面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，圆盘的角速度为 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

玩具“骑行小猪”绕碗的边缘做匀速圆周运动如图所示。若碗始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是（　　）

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