实验：用向心力演示仪探究Fn与m、r、ω的关系
1.如图所示，用向心力演示器探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间
关系．皮带套在左、右两塔轮的圆盘上，匀速转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之
匀速转动，转动时皮带和圆盘间不打滑．小球做圆周运动的向心力由挡板对小球的弹力提
供．小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺．左、右标尺上露出
的红白相间的等分标记就粗略反映向心力大小．已知小球在挡板、、处做圆周运动的
ABC
轨迹半径分别记为、、．左侧塔轮上三个圆盘的半径从上到下依次增大，右侧塔轮上
2
三个圆盘的半径从上到下依次减小，左、右两塔轮最上面圆盘的半径大小相同．实验中提
供两个质量相同的重球、一个质量为重球一半的轻球．
(1)通过本实验探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系，应用的思
想方法是．（填选项前字母序号）
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.模型建构法
(2)探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，选用两个质量相同的重球，还应选
择．（填选项前字母序号）
A．半径相同的两个圆盘
B．半径不同的两个圆盘
C．两球分别放在挡板B、挡板C处
D．两球分别放在挡板A、挡板B处
(3)按（）中正确选择后，两次以不同的转速匀速转动手柄，左、右测力筒露出等分标记
2
如图所示．则向心力大小与球做圆周运动半径的关系是．
22
A.与成正比B.与成反比C.与成正比D.与成反比
(4)皮带均放在左、右塔轮的中间圆盘，转动手柄，发现当长槽转动一周时，短槽刚好转
动两周．则这种皮带放置方式时，长槽与短槽转动的角速度之比:=．保持皮
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带放在中间圆盘，将重球放在档板B处、轻球放在档板C处，匀速转动手柄，左、右测力
筒内露出等分标记的格子数之比的理论值为．
(1)C
【答案】
(2)AC/CA
(3)A
(4)1:21:1
2.某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验，
(1)方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之
比为:，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下
1:21
分别为、和．回答以下问题：
1:12:13:1
①本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的
A.探究小车速度随时间变化的观律B.探究平抛运动的特点
C.探究两个互成角度的力的合成规律D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
②在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，探究向心力的大小与半径的关
系，则需要将传动皮带调至第层塔轮（填“一”“二”或“三”）；
③若将两个质量相等的小钢球放在、位置，皮带置于塔轮的第三层，转动手柄等稳定
后，可以看到左右标尺露出的格数之比为
(1)D
【答案