2023届高三物理复习重难点突破29实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系（解析版）
一、选择题（每题5分，共20分）
A.物体的质量
B.物体的速度
C.物体的半径
D.物体的角速度
A.保持物体的质量不变，改变物体的半径
B.保持物体的半径不变，改变物体的质量
C.保持物体的角速度不变，改变物体的半径和质量
D.保持物体的线速度不变，改变物体的半径和质量
A.天平
B.弹簧秤
C.量筒
D.秒表
A.刻度尺
B.弹簧秤
C.量筒
D.秒表
A.刻度尺
B.弹簧秤
C.量筒
D.秒表
二、填空题（每题5分，共20分）
1.在探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验中，向心力的计算公式为：F=_______。
2.在该实验中，为了保持其他变量不变，我们需要使用控制变量法，即保持_______和_______不变，只改变_______。
3.在该实验中，我们使用_______来测量物体的质量，使用_______来测量物体的半径，使用_______来测量物体的角速度。
4.在该实验中，我们通过改变_______来观察向心力的变化，从而探究向心力与半径、角速度、质量的关系。
5.在该实验中，我们预期实验结果为：向心力与半径成正比，与角速度的平方成正比，与质量成正比。
三、计算题（每题10分，共20分）
1.在该实验中，我们使用一个质量为0.5kg的物体，半径为0.1m的圆周运动，角速度为2rad/s。请计算向心力的大小。
2.在该实验中，我们使用一个质量为0.5kg的物体，半径为0.1m的圆周运动，向心力为10N。请计算角速度的大小。
四、实验题（每题20分，共20分）
1.请设计一个实验方案，用来探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。要求详细说明实验步骤、所需器材、实验数据记录表格以及实验结果的分析方法。
五、分析题（每题20分，共20分）
1.在该实验中，我们预期实验结果为：向心力与半径成正比，与角速度的平方成正比，与质量成正比。请分析实验中可能存在的误差来源，并提出相应的改进措施。
一、选择题
1.B
2.C
3.A
4.A
5.D
二、填空题
1.F=mv^2/r
2.质量、半径、角速度
3.天平、刻度尺、秒表
4.半径、角速度、质量
5.向心力与半径成正比，与角速度的平方成正比，与质量成正比
三、计算题
1.向心力F=mv^2/r=0.5kg(2rad/s0.1m)^2/0.1m=10N
2.角速度ω=√(Fr/m)=√(10N0.1m/0.5kg)=2rad/s
四、实验题
1.实验方案：
实验步骤：
1.准备一个质量已知的物体和一个半径已知的圆周运动轨迹。
2.使用天平测量物体的质量。
3.使用刻度尺测量圆周运动的半径。
4.使用秒表测量物体完成一周所需的时间，计算角速度。
所需器材：天平、刻度尺、秒表、物体、圆周运动轨迹
实验数据记录表格：
|质量(kg)|半径(m)|角速度(rad/s)|向心力(N)|
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实验结果的分析方法：通过比较不同实验条件下的向心力大小，分析向心力与半径、角速度、质量的关系。
五、分析题
1.误差来源及改进措施：
误差来源：测量误差、实验操作误差、环境因素影响
改进措施：使用精确度更高的测量仪器、规范实验操作流程、控制实验环境条件
向心力的计算公式：F=mv^2/r
控制变量法：在实验中保持其他变量不变，只改变一个变量来观察其影响
实验器材的使用：天平、刻度尺、秒表
实验数据分析：通过记录实验数据，分析向心力与半径、角速度、质量的关系
误差来源及改进措施：测量误差、实验操作误差、环境因素影响，使用精确度更高的测量仪器、规范实验操作流程、控制实验环境条件
各题型所考察学生的知识点详解及示例：
选择题：考察学生对实验原理和实验步骤的理解
填空题：考察学生对向心力计算公式和实验器材使用的掌握
计算题：考察学生应用向心力计算公式进行计算的能力
实验题：考察学生设计实验方案、记录实验数据和分析实验结果的能力
分析题：考察学生对实验误差来源和改进措施的思考和分析能力