用实验装置探究小球做圆周运动所需向心力的大小

用实验装置探究小球做圆周运动所需向心力的大小

本实验通过设计一个精妙的实验装置，探究了小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。通过控制变量法，实验能够直观地展示向心力的变化规律，为理解向心力的概念提供了有力的实验证据。

用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2做匀速转动，槽内的小球就随槽做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的大小关系。

（1） 在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是___________；
A .理想实验法
B .控制变量法
C .等效替代法
D .演绎推理法

（2） 通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，受到的向心力就越（填“大”或“小”）；

（3） 由更精确的实验可得向心力的表达式为

（用题干中所给的字母表示）。在某次探究实验中，当a、b两个相同小球转动的半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为
，由此表达式可求得与皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为。