Question

如圖甲所示是一個研究向心力與哪些因素有關(guān)的DIS實驗裝置的示意圖，其中做勻速圓周運動的圓柱體的質(zhì)量為m，放置在未畫出的圓盤上.圓周軌道的半徑為r,力電傳感器測定的是向心力，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度，以下是所得數(shù)據(jù)和圖乙所示的F-v、F-v²、F-v³三個圖象：

甲

v/m·s-1	1	1.5	2	2.5	3
F/N	0.88	2	3.5	5.5	7.9

乙

（1）數(shù)據(jù)表和圖乙的三個圖象是在用實驗探究向心力F和圓柱體線速度v的關(guān)系時保持圓柱體質(zhì)量不變，半徑r=0.1 m的條件下得到的.研究圖象后，可得出向心力F和圓柱體速度v的關(guān)系式：______________.

（2）為了研究F與r成反比的關(guān)系，實驗時除了保持圓柱體質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持物理量_________不變.

（3）根據(jù)你已經(jīng)學(xué)習(xí)過的向心力公式以及上面的圖線可以推算出，本實驗中圓柱體的質(zhì)量為________.

Answer 1

（1）F=0.88v²  （2）線速度（3）0.088 kg

解析：（1）研究數(shù)據(jù)表和圖乙中B圖不難得出F∝v²,進一步研究知圖乙斜率k=≈0.88,故F與v的關(guān)系式為F=0.88v².

（2）線速度v.

（3）由F=m=0.88v²,r=0.1 m，所以m=0.088 kg.