
(23-24高一下·浙江·阶段练习)某实验小组用甲、乙所示的装置做了“探究小车加速度与力、质量的关系”和“探究向心力表达式”两个实验。
(1)两个实验都用到的研究方法是
A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想模型法
(2)甲实验中,不计绳与滑轮间的摩擦,下列说法正确的是 。
A.实验前需进行阻力补偿
B.实验中,改变小车质量后再做该实验,需要重新补偿阻力
C.实验中必须用天平测出沙和沙桶的总质量
D.本实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(3)向心力演示器如图(a)所示,图(b)显示了左右两标尺上黑白相间的等分格,则左右两处钢球所受向心力大小之比约为 。
A.1:2 B.1:3 C.1:4
(4)如图(a)所示,长槽上的球2到转轴的距离是球1 到转轴距离的2倍,长槽上的球1和短槽上的球3到各自转轴的距离相等。在探究向心力和角速度的关系实验中,应取质量相同的小球分别放在图(a)中的 处(选填“1和3”或者“2和3”),若标尺上黑白相间的等分格恰如图(b)所示,那么如图(c)中左右变速塔轮半径之比R1:R2= 。
【答案】(1)B
(2)AD
(3)C
(4) 1和3 2∶1
【知识点】探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系、验证加速度与力成正比的实验步骤、数据处理与误差分析
【详解】(1)在研究向心力的大小F与质量m的关系时,控制角速度ω和半径r不变,在研究向心力的大小F与角速度ω的关系时,控制质量m和半径r不变,在研究向心力的大小F与和半径r之间的关系时,控制角速度ω和质量m不变,主要用到了物理学中的控制变量法。在探究“探究加速度与力、质量的关系”实验中,探究加速度与力关系时,保证质量不变;探究加速度与质量关系时,保证外力不变,所以实验方法为控制变量法,故选B。
(2)A.为消除摩擦力对实验的影响,实验数据测量前需要对小车进行阻力补偿,故A正确;
B.实验前补偿阻力后,在实验过程中若改变小车质量,不需要重新补偿阻力,故B错误;
CD.对小车的拉力是通过力传感器得到的,故无需测量沙和沙桶的质量,也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,故C错误,D正确。
故选AD。
(3)由图(b)可知两个小球所受向心力的比值为1∶4。
故选C。
(4)[1]在探究向心力和角速度的关系实验中,应取质量相同的小球分别放在图(a)中的1和3处,故填1和3;
[2] 变速轮塔用皮带连接,轮塔边缘上点的线速度大小相等,据
可得,与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为
故填2∶1。
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