問題詳情:
歸納式探究:
在學習了萬有引力後,小剛同學想到:月亮繞地球運轉需要一個向心力,而地球給月亮的萬有引力剛好充當這個向心力,那麼向心力大小跟哪些因素有關呢?首先,他找了線繩、大小不同的幾個小鋼球,製作瞭如圖所示的裝置,用手握住繩,讓鋼球圍繞手轉動,他感覺到用同一個鋼球進行實驗,線繩長度固定時,轉動速度越快,手被拉的越厲害,説明向心力越大;在速度差不多時,繩長一定時,用質量越大的小球,向心力越大;用一個小球,轉動速度差不多時,繩越長,向心力越小。試驗後,小剛同學想知道向心力大小與小球的質量、轉動速度、繩長的具體關係,於是他查閲了有關資料,找到下列數據:
量 次數 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
質量(Kg) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
速度(m/s) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.2 | 0.2 |
繩長(m) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.4 |
向心力(N) | 0.04 | 0.08 | 0.12 | 0.16 | 0.36 | 0.02 | 0.01 |
請幫小剛完成下列問題:
(1)若小球的質量、轉動速度、繩長、向心力分別用:m、V、R、F表示,
請寫出向心力F 的表達式:F= 。
(2)有一種小雜技,在一個小桶內裝滿水,表演者用繩拴牢
小桶把,用手握住繩,讓桶在豎直平面內轉動,水並不灑出來,
請你用物理知識加以解釋。
(3)在摩托車表演時,表演者騎車在大圓球內運動,如圖,球的半徑為10m,人和車的總質量為100Kg,若要使車和人到達球的最頂點時,不至於掉下來,在最頂點的速度至少多大?(g=10N/Kg)
【回答】
(1)F=mv2/R
(2)當桶轉到圓的頂部時,仍有一定的速度,要使水做圓周運動需要一個向心力,水的重力充當了向心力,所以水不灑出來。
(3)10m/s
知識點:九年級下
題型:實驗,探究題