Question

（18分）（1）如圖所示，在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=2.5 cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v₀=__________（用L、g表示），其值為_(kāi)_________ m/s；小球在b點(diǎn)的速度大小為_(kāi)_________ m/s。（取g=10 m/s²，計(jì)算結(jié)果全部取2位有效數(shù)字），

（2）一物理興趣小組利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系。

①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng)，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω，如下表。請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖像。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8
F/N	2.42	1.90	1.43	0.97	0.76	0.50	0.23	0.06
ω/rad·s-1	28.8	25.7	22.0	18.0	15.9	13.0	8.5	4.3

②通過(guò)對(duì)圖像的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω²成正比。你認(rèn)為，可以通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出____________關(guān)系圖像來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確。

③在證實(shí)了F∝ω²之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖像，他們將三次實(shí)驗(yàn)得到的圖像放在一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖乙所示。通過(guò)對(duì)三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是___________________________________________________________。

④通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω²r，其中比例系數(shù)k的大小為_(kāi)_________。（計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字）

 

Answer 1

（1）（6分）2 1.0m/s  1. 3 m/s

（2）（12分）如右圖

（2）與

（3）做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖像的

交點(diǎn)中力的數(shù)值之比是否為

（4）0. 037

解析: