高中物理匀速圆周运动实验题

人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．为了在这种环境测量物体的质量，某科学小组设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设卫星中具有基本测量工具．

（1）实验时物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是              ；
（2）实验时需要测量的物理量有                                    ；
（3）待测质量的表达式为m=               ．（用上小题中的物理量表示）

如图5-4-8所示，在轮B上固定有同轴小轮A，轮B通过皮带带动轮C，皮带和两轮之间没有滑动，A、B、C三轮的半径依次为r₁、r₂、r₃.绕在A轮上的绳子，一端固定在A轮边缘上，另一端系有重物，当重物P以速度v匀速下降时，C轮转动的角速度为_____________.

图5-4-8

如图13所示是一种“滚轮—平盘无极变速器”示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成。由于摩擦作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么，主动轴转速为n₁、从动轴转速为n₂，滚轮半径为r及滚轮距离主动轴中心的距离x之间的关系是         。

一台准确走动的钟表上时针、分针和秒针的角速度之比ω₁：ω₂：ω₃=            ,如果三针长度分别为L₁、L₂、L₃,且L₁：L₂：L₃=1：1.5：1.5,那么三针尖端的速度之比v₁：v₂：v₃=            .

如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边安装一个改装了的电火花计时器。

下面是该实验的实验步骤：
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触；
②启动电动机，使圆形卡纸转动起来；
③接通电火花计时器的电源，使它工作起来；
④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。
（1）要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是____

A．秒表

B．游标卡尺

C．圆规

D．量角器

（2）设电火花计时器打点时间间隔为t，卡纸上有连续打下的n个点，写出ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的含义                     ；
（3）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示。你认为这对测量结果有无影响，写出理由                                       。

利用图示装置可以测定油漆喷枪喷射油漆雾滴的速度。
将直径D = 40cm的纸带环，安放在一个可以匀速转动的转台上，纸带上有一狭缝A，A的正对面有一条标志线。油漆喷枪放在开有狭缝B的纸盒里。转台以角速度稳定转动后，开始喷漆。仅当狭缝A和B正对平行时，雾滴才能在纸带内侧留下痕迹。改变喷射速度重复实验，在纸带上留下了一系列的痕迹 a、b、c、d。将纸带取下放在刻度尺下（如下图）。

已知，则：速度最小的雾滴所留的痕迹应为    点，该点离标志线的距离为        cm，该喷枪喷出的雾滴的最大速度为         m/s，若考虑空气阻力的影响，该测量值
       真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。

如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在A盘边缘某点与盘中心连线的中点上，钢球③放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2:1。a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮。a、b的轮半径之比为1:2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①②③的角速度之比为___________；钢球①②③受到的向心力之比为___________

如图所示的皮带传动装置中，右边两轮是连在一起同轴转动，图中三轮半径的关系为：r₁=2r₂，r₃=1.5r₁，A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则A、B、C三点的线速度之比为    。角速度之比为    。周期之比为      。