2025高考物理一轮考点突破训练第4章抛体运动与圆周运动实验6探究向心力大小与半径角速度质量的关系考点1教材原型实验

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第4章抛体运动与圆周运动实验6探究向心力大小与半径角速度质量的关系考点1教材原型实验，共2页。

【跟踪训练】
(2024·山东枣庄联考)如图甲所示是向心力演示器，用于探究做圆周运动物体的向心力大小与物体的质量、半径、角速度的关系。挡板A、B、C可以控制小球做圆周运动的半径，所连弹簧测力筒的标尺露出的格数可以显示向心力的大小。挡板A、C到各自转轴的距离均为挡板B到转轴距离的一半。塔轮结构如图乙所示，每侧三个转轮的半径从小到大分别为r、2r、3r，可分别用传动皮带连接。请完成下列问题。
(1)探究向心力大小与物体质量的关系时，在挡板A处放铝球。挡板C处放钢球，传动皮带挂左塔轮的中轮，应挂右塔轮的 中 (填“上”“中”或“下”)轮。
(2)探究向心力大小与角速度的关系时，应采用下列的 C (填“A”“B”或“C”)图所示安装器材。
(3)某实验小组为验证向心力公式，将铝球放在挡板B处，钢球放在挡板C处，传动皮带均挂在左、右塔轮的上轮，摇动手柄，稳定后，右侧标尺露出1格，则左侧标尺应该露出 6 格。已知钢球质量是铝球质量的3倍。
[解析] (1)探究向心力大小与物体质量的关系时，应控制物体做圆周运动的半径相同，物体做圆周运动的角速度相同，则在挡板A处放铝球。挡板C处放钢球，传动皮带挂左塔轮的中轮，应挂右塔轮中轮。
(2)探究向心力大小与角速度的关系时，应控制物体的质量相同，物体做圆周运动的半径相同，故应采用下列的C图所示安装器材。
(3)根据向心力表达式可得
F左＝m铝ωeq \\al(2,左)rB，F右＝m钢ωeq \\al(2,右)rC
又rB＝2rC，m钢＝3m铝，ω左＝3ω右
联立可得F左∶F右＝6∶1
稳定后，右侧标尺露出1格，则左侧标尺应该露出6格。