Question

4．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力與哪些因素有關(guān)？某同學(xué)通過下面實(shí)驗(yàn)探究，獲得體驗(yàn)．
如圖甲，繩子的一端拴一個(gè)小沙袋，繩上離小沙袋l處打一個(gè)繩結(jié)A，2l處打另一個(gè)繩結(jié)B．請(qǐng)一位同學(xué)幫助用秒表計(jì)時(shí)．如圖乙所示，做了四次體驗(yàn)性操作．
操作1：手握繩結(jié)A，使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每秒運(yùn)動(dòng)1周．體驗(yàn)此時(shí)繩子拉力的大�。�
操作2：手握繩結(jié)B，使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每秒運(yùn)動(dòng)1周．體驗(yàn)此時(shí)繩子拉力的大小．
（1）操作2與操作1相比，體驗(yàn)到繩子拉力較大的是操作2；
操作3：手握繩結(jié)A，使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每秒運(yùn)動(dòng)2周．體驗(yàn)此時(shí)繩子拉力的大�。�
（2）操作3與操作1相比，體驗(yàn)到繩子拉力較大的是操作3；
操作4：手握繩結(jié)A，增大沙袋的質(zhì)量到原來(lái)的2倍，使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每秒運(yùn)動(dòng)1周．體驗(yàn)此時(shí)繩子拉力的大�。�
（3）操作4與操作1相比，體驗(yàn)到繩子拉力較大的是操作4；
（4）總結(jié)以上四次體驗(yàn)性操作，可知物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力大小與質(zhì)量、半徑、角速度有關(guān)．若某同學(xué)認(rèn)為“物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，半徑越大，所受的向心力也越大”．你認(rèn)為這一說法是否正確？為什么？
答：不對(duì)，前提在角速度不變的情況下，半徑越大，向心力越大．

Answer 1

分析 探究向心力與什么因素有關(guān)，采用控制變量法，實(shí)驗(yàn)中分別控制小球質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度三個(gè)因素中兩個(gè)因素不變，從而進(jìn)行探究．

解答 解：（1）根據(jù)F=mrω²知，操作2與操作1相比，操作2的半徑大，小球質(zhì)量和角速度相等，知拉力較大的是操作2．
（2）根據(jù)F=mrω²知，操作3與操作1相比，操作3小球的角速度較大，半徑不變，小球的質(zhì)量不變，知操作3的拉力較大．
（3）操作4和操作1比較，半徑和角速度不變，小球質(zhì)量變大，根據(jù)F=mrω²知，操作4的拉力較大．
（4）由以上四次操作，可知向心力的大小與質(zhì)量、半徑、角速度有關(guān)．
物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，半徑越大，所受的向心力不一定大．正確的說法是角速度一定時(shí)，物體的半徑越大，向心力越大．
故答案為：（1）操作2，（2）操作3，（3）操作4，（4）質(zhì)量、半徑、角速度；不對(duì)，前提在角速度不變的情況下，半徑越大，向心力越大

點(diǎn)評(píng) 本題的難度不大，因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道影響向心力的因素，但是需要掌握探究的思路以及探究的方法．