高中物理教学论文 有关向心力创新实验的研究 新人教版必修2

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6。

向心力[学习目标] 1.理解向心力的概念，会分析向心力的来源．（重点） 2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能利用向心力表达式进行计算．（重点） 3.理解在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力．（难点)一、向心力1．定义做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,是由于它受到了指向圆心的合力，这个合力叫作向心力．2．公式：F n＝错误!和F n＝mω2r。

3．方向向心力的方向始终指向圆心,由于方向时刻改变，所以向心力是变力．4．效果力向心力是根据力的作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质，都是向心力．二、变速圆周运动和一般曲线运动1．变速圆周运动变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方面的效果：(1)合外力F跟圆周相切的分力F t,此分力产生切向加速度a t,描述速度大小变化的快慢．(2)合外力F指向圆心的分力F n,此分力产生向心加速度a n，向心加速度只改变速度的方向．2．一般曲线运动的处理方法一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段圆弧．圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径．这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理．1．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×"）（1）做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力．(×）(2）向心力和重力、弹力一样，是性质力．(×)（3)向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力．（√)（4)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力．（√）(5）圆周运动中，合外力等于向心力．(×）（6）向心力产生向心加速度．（√）2．对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是( ）A．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变,故向心力是一个恒力B．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C．向心力是物体所受的合外力D．向心力和向心加速度的方向都是不变的B[做匀速圆周运动的物体所受的向心力大小恒定，方向总是指向圆心，是一个变力，A 错误;向心力只改变线速度方向不改变线速度大小，B正确；只有做匀速圆周运动的物体其向心力是由物体所受合外力提供，C错误;向心力与向心加速度的方向总是指向圆心，是时刻变化的，D错误．］3。

第七节向心力（B级）一、设计思想：向心力是物体做匀速圆周运动时所受到的合外力，它是本章的重点、难点内容，学生在对物体进行受力分析时，往往还外加一个向心力。

为了突出重点，突破难点，只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能激发学生的求知欲望，加深对知识的理解。

首先通过生活中的例子，定义向心力的概念，再根据牛顿第二定律推导出向心力的表达式。

通过学生使用圆锥摆分组实验探究向心力与哪些因素有关，从而验证了向心力表达式，更有力的说明了实验的科学性和重要性。

教学中老师需根据学生的实际能力去引导学生进行实验，必要时做出指导。

实验中鼓励学生敢于动手，严谨、细致、耐心地进行实验，观察实验现象并能分析，小组之间讨论与交流，归纳结论。

最后把曲线运动分割为许多很小段，每一小段可以看作圆周运的一部分。

采用圆周运动的分析方法来处理一般运动曲线，渗透了用极限方法处理问题的思想二、教学目标（一）知识与技能1、了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的2、体验向心力的存在，会分析向心力的来源3、掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力4、从牛顿第二定律角度理解向心力的表达式（二）、过程与方法1．通过实验，体验和感受做匀速圆周运动的物体需要向心力。

2．先猜想影响向心力大小的因素，再进行实验探究。

3．通过演示实验，结合牛顿第二定律得出向心力的公式。

4.把曲线运动分割为许多很小段，每一小段可以看作圆周运的一部分。

采用圆周运动的分析方法来处理一般运动曲线，渗透了用极限方法处理问题的思想。

（三）、情感态度与价值观1．通过学生使用圆锥摆分组实验的形式验证向心力表达式和探究向心力与哪些因素有关的探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣。

2．培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中的作用和方法。

3．培养学生事实求是、尊重客观规律的科学态度，养成严谨、细致、耐心的实验修养。

三、教学重点与难点教学重点：1．理解向心力的概念。

《向心力》教学设计高一年级一、教材分析《向心力》一节是普通高中新人教版教科书必修第二册第六章曲线运动的重点、难点，具有承前启后的作用。

它既是本章知识的一个拐点，又是本章内容拓展的重要基础；通过学习，既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。

同时，《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性，是运动与力关系学习的好素材。

二、学情分析学生通过前面的学习，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。

三、教学目标1、物理观念：：建立向心力的物理观念，掌握向心力的确切含义。

2、科学思维：在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。

3、科学探究：通过对向心力大小与哪些因素有关的探究，熟悉科学探究的一般过程：提出问题——猜想与假设——实验验证——分析数据——得出结论。

4、科学态度与责任：通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

四、教学重难点理解向心力的概念、特点、会分析向心力的来源，感受向心力大小的影响因素，探究向心力大小的表达式。

五、教学过程教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课视频播放:空中飞椅飞椅与人一起做匀速圆周运动。

飞椅和人为什么没有被甩出去呢？做圆周运动的物体受力有什么特点呢？观看视频，思考物体能够做圆周运动的原因通过学生熟悉的物理情景，便于引发学生从已有物理知识出发思考，引出新知讲授新课一、向心力演示实验：小球在水平面内做圆周运动研究小球所受合力的方向F N与G相平衡，所以合力为F小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用。

松手，小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。

学生代表协作老师进行实验，对实验进行投屏。

2019-2020年高中物理《向心力》教案10 新人教版必修2教学目标知识与技能1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义及其特点2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算．3．知道向心力不是物体受到的一种力，它是以力的效果命名的，由其他性质的力来提供，是物体受到的合外力4．了解圆锥摆的圆周运动情况，在凹面上的圆周运动的情况。

过程与方法1．通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义．2．进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点．情感、态度与价值观1．在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力．2．感受成功的快乐．体会实验的意义，激发学习物理的兴趣．教学重难点教学重点1．体会牛顿第二定律在向心力上的应用．2．明确向心力的意义、作用、公式及其变形．教学难点1．圆锥摆实验及有关物理量的测量．2．如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象．教学方法：探究、讲授、逻辑推理、实验教学建议：在向心加速度确实掌握后，再上向心力，因为上了向心力就意味着与受力分析，力的合成与分解结合，难度会增大教学设计：[新课导入]牢牢的以前一节的向心加速度为突破口，结合牛顿第二定律，追究加速度的来由，从而引出向心力，再而分析向心力的特点，应该说这节是向心加速度和向心力融合的一节，用向心加速度带向心力，以此作为本节的线索，可使本节显得连贯，紧凑。

[新课教学]根据牛顿第二定律，有向心加速度，必有合外力，即F合 = M aF合=mrω2 或F合= m v2 /r 而F合 = M a是矢量式，还包含了方向关系，合外力的方向就是加速度的方向，既然加速度始终指向圆心，那么合外力也始终指向圆心，所以可以以其特殊的效果给做圆周运动的物体所受的合外力命名——向心力向心力方向：总是指向圆心（变力），与速度方向垂直则其效果：（趁热打铁）只改变速度的方向，不改变速度的大小。

物理必修二《5.7 向心力》教学设计
备课时间。

知道向心力大小与哪些因素有关。

理解公式的确切
些因素有关，并理解公式的含义。

感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。

如何运用向心力、向心加速度的知识解释有
教学过程
实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
“实验”
教师活动：听取学生汇报验证的结果，引导学生对实验的可靠性作出评估。

1、实验的过程中，多项测量都是粗略的
绳的一端拴一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。

、在圆盘上放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物
间的引力提供月球运转的向
小物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力
自己感受向心力的大小。

设疑：我们在“做一做”的实验中，通过抡绳子来调节沙袋速度的大小，不就说明向心力可以改变速度的大小吗？这该怎样解释呢？
教师活动：对于做一般曲线运动的物体，我。

人教版高中物理必修二《向心力》教学设计——《向心力》传授设计一．前期剖析（必“向心力”是人民教诲出版社2019年出版的平庸高中课程标准实验教科书《物理2》修）第五章曲线运动中第六节的内容。

本节课是一节向心力的概念课，是圆周运动的重点与难点，也是学好圆周运动的要害，学好这部分知识，既让学生明白了牛顿运动定律同样适用于剖析曲线运动，同时也为以后学习天体运动和带电粒子在磁场中的运动打下基础。

课本的编排思路特殊明白，先从身边的事例出发，让学生领会到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而定义向心力的概念，讨论了向心力的性质和特点，然后根据牛顿第二定律和向心加快度表达式得到向心力的表达式，之后为了让学生对向心力有一个感性的明白，设计了“实验”栏目——“用圆锥摆验证向心力的表达式”，一方面可以减少由于工具引起的困难，确保实验的开展，有利于分组学生实验。

另一方面，用生活中常见的物品做实验会拉近科学与学生的隔断，使学生感到科学就在我们身边，对科学产生密切感。

然后让学生在更一般、更广阔的背景下明白圆周运动和曲线运动。

最后，设置了“做一做”栏目，议决体验性实验，让学生获得直接的感性明白，加深对向心力的理解。

学生在学习此节之前已经学习了直线运动和用牛顿运动定律办理相关标题，并议决前一节的学习，已经从数学的角度初步完成了向心加快度的推导，对向心加快度的概念也有了一定的明白。

但是由于阅历或者思维定势，往往以为向心力是一种新的力，在对物体受力剖析的时候多剖析了一个向心力，究其原因还是学生对向心力的体验不敷，所以在传授历程中要多设计体验性的实验，让学生切身去感受，去体验向心力的存在及来源；别的由于向心加快度本身从理论上推导得出的，而本节连续从理论的基础上推出向心力表达式，学生对向心力表达式是否接纳或者完全接纳本来还是要打问号的，因此特殊有必要议决实验对表达式加以验证，最好是能够做到比较准确的验证，而不是粗略的验证。

这样做不仅办理了学生对表达式的疑虑，而且还从另一个方面使学生能感受到牛顿运动定律不仅适用于直线运动，同样适用于圆周运动，有利于学生对牛顿运动定律的深化理解。

5.6 向心力安徽中加学校吴金华【教材分析】本节是普通高中实验教科书物理必修2，第五章第6节：向心力。

《向心力》具有承前启后的作用。

为了学习《向心力》前面已有很多知识铺垫，如：描述圆周运动的概念及物理量，包括向心加速度。

这是前，那么后呢？学好本节可以为下一节“生活中的圆周运动”部分及万有引力知识做必要准备，所以本节是本章乃至本册的重要内容【学情分析】1.学生需求分析：学生无须参加高考，所需求的是会考要求。

针对这一要求，可将部分知识点从略或舍去（如：非匀速圆周运动）。

尽量将简单的内容分析透彻，是学生易于接受。

2.学生掌握水平分析：已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定的理解。

知道描述匀速圆周运动快慢的物理量——线速度、角速度、周期、转速，并了解它们之间的关系。

学生明白匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变，但并不理解其原因，为什么线速度的方向时刻在变？是什么力来改变物体的这种运动状态，这个力有何特点？学生带着这些疑问来进入本节课的学习。

【教法分析】1.从硬件配备来看：小班教学为学生自主实验提供条件。

故，在课程教学中，可根据需要安排学生实验。

让学生不再被动的接受知识，而去主动思考。

令原本枯燥的理论教学与自主实验相结合，让课堂增添生气与乐趣。

电子白板的出现无疑是对物理教学的一大提升，这一点，可从受力分析中体现。

在本课的教学中，对于运动物体的受力分析，可直接在电子白板上进行操作。

较以往的被动显示来看，更生动。

它在具备ppt课件的直白与便捷的同时，更具备传统黑板书写的亲和力。

2.从知识内容来看：由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力是教材所用的方法，学生对于向心力的理解不是很清楚，本节让学生认识实例：用细线系着的小球在水平面上做匀速圆周运动，从而引出向心力的概念。

对于向心力概念的学习，应及时强调指出，向心力是根据力的效果命名的，而不是根据力的性质命名的，它不是重力、弹力、摩擦力等以外的特殊力，而是做匀速圆周运动的质点受到的合外力，沿着半径指向圆心，它的方向时刻改变。

新教材高中物理学生用书新人教版必修第二册：第2课时实验：探究向心力大小的表达式1．探究向心力大小与质量、半径、角速度的关系。

2．学会用控制变量法探究物理规律。

类型一实验原理与操作【典例1】用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

(1)本实验采用的科学方法是________。

A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法(2)图示情景正在探究的是________。

A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度大小的关系C．向心力的大小与角速度大小的关系D．向心力的大小与物体质量的关系(3)通过本实验可以得到的结论是______。

A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比[听课记录] _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________类型二数据处理和误差分析【典例2】如图所示，图甲为“利用向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为其俯视图。

图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。

当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时，(1)两槽转动的角速度ωA________ωB(选填“＞”“＝”或“＜”)。

(2)现有两个质量相同的钢球，球1放在A槽的横臂挡板处，球2放在B槽的横臂挡板处，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，则钢球1、2的线速度之比为________；当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为______时，向心力公式F＝mω2r得到验证。

2．向心力第1课时实验：探究向心力大小的表达式(1)有控制变量的意识，能制订科学探究方案．(2)能制订探究方案，选用合适的器材获得数据．(3)能分析实验数据，总结向心力大小的表达式，形成结论．(4)能撰写简单的报告，对实验探究过程与结果进行交流和反思．一、实验目的1．定性分析向心力大小的影响因素．2．学会使用向心力演示器．3．探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系．二、基本思想：控制变量法三、实验设计——各个物理量的测量和调整方法1．向心力的测量：由塔轮中心标尺露出的等分格的读数读出．2．质量的测量：用天平直接测量．质量的调整：选用不同的钢球和铝球．3．轨道半径的测量：根据长、短槽上的刻度读出小球到转轴的距离．轨道半径的调整：改变小球放置在长、短槽上的位置．4．角速度的测量：通过测量变速塔轮的直径确定角速度的比值．角速度的调整：改变皮带所连接的变速塔轮．四、探究过程知识点一影响向心力大小因素的定性分析典例示范【例1】为了探究物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关，某同学进行了如下实验：如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A，2L处打另一个绳结B．请一位同学帮助用秒表计时．如图乙所示，做了四次体验性操作．操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小．操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小．操作3：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周，体验此时绳子拉力的大小．操作4：手握绳结A，增大沙袋的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小．(1)操作2与操作1中，体验到绳子拉力较大的是________；(2)操作3与操作1中，体验到绳子拉力较大的是________；(3)操作4与操作1中，体验到绳子拉力较大的是________；(4)总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与________有关．A．半径B．质量C．周期D．线速度的方向(5)实验中，该同学体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力________(选填“是”或“不是”)．练1 如图所示，质量为m1的球1与质量为m2的球2放置在某向心力演示器上．该演示器可以将向心力的大小由两边立柱的刻度显示出来，左边立柱可显示球1所受的向心力F1的大小，右边立柱可显示球2所受的向心力F2的大小．皮带与轮A、轮B有多种组合方式，图示为其中的一种组合，此时连接皮带的两轮半径R A＝R B．图中两球到立柱转轴中心的距离r1＝r2，下列说法正确的是( )A．若m1>m2，摇动手柄，则立柱上应显示F1<F2B．若m1＝m2，仅将球1改放在N位置，摇动手柄，则立柱上应显示F1>F2C．若m1＝m2，仅调整皮带位置使R A>R B，则立柱上应显示F1>F2D．若m1＝m2，既调整皮带位置使R A>R B，又将球1改放在N位置，则立柱上应显示F1>F2知识点二影响向心力大小因素的定量分析典例示范【例2】用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小F n与质量m、角速度ω和半径r之间的关系．探究过程中某次实验时装置的状态如图所示．(1)在研究向心力的大小F n与质量m之间的关系时，要保持________相同．A．m和r B．ω和m C．ω和r D．m和F n(2)若两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小F n与________之间的关系．A．质量m B．角速度ωC．半径r(3)若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为________．A．1∶3B．9∶1C．1∶9D．3∶1练2 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪如图1、图2所示．图3是部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等．A、B、C为三根固定在转臂上的短臂，可对转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图2中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系．可供选择的实验球有：质量均为2m的球Ⅰ和球Ⅱ，质量为m的球Ⅲ．(1)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮________相连，同时应选择球Ⅰ和球________作为实验球；(2)若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，这是要探究向心力与________(填物理量的名称)的关系，此时轮②和轮⑤的这个物理量值之比为________，应将两个实验球分别置于短臂C和短臂________处；(3)本实验采用的实验方法是________，下列实验也采用此方法的是________；A．探究平抛运动的特点B．验证机械能守恒定律C．探究加速度与力和质量的关系D．探究两个互成角度的力的合成规律(4)如图所示，一根细线穿过水平台面中间的小孔，它的一端系一小球，另一端挂一钩码．给小球一个初速度，使小球在细线的作用下恰好在水平台面上做匀速圆周运动．不考虑球与台面间的摩擦．某时刻，在碰到台面上一根固定钉子后，细线断了．用本探究实验所得到的结论进行解释，线断的原因是：细线碰到钉子时，小球________．A．速度变大，所需向心力增大的缘故B．速度减小，所需向心力减小的缘故C．速度不变，所需向心力增大的缘故D．角速度不变，所需向心力减小的缘故1．某同学利用向心力演示器探究影响向心力大小的因素．该同学在某次实验过程中，皮带带动的两个变速塔轮的半径相同，将两个完全相同的小球按如图所示放置，可判断该同学是在研究( )A．向心力大小与质量之间的关系B．向心力大小与角速度之间的关系C．向心力大小与线速度之间的关系D．向心力大小与半径之间的关系2．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关．(1)本实验采用的科学方法是________．A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法(2)通过本实验可以得到的结果是________．A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比3．控制变量法是物理实验探究的基本方法之一．如图是用控制变量法探究向心力大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验情境图，其中(1)探究向心力大小与质量m之间关系的是图________；(2)探究向心力大小与角速度ω之间关系的是图________．2．向心力第1课时实验：探究向心力大小的表达式知识点精讲知识点一【例1】【解析】(1)根据F＝mω2r知，操作2与操作1相比，操作2的半径大，小球质量和角速度相等，知拉力较大的是操作2；(2)根据F＝mω2r知，操作3与操作1相比，操作3小球的角速度较大，半径不变，小球的质量不变，知操作3的拉力较大；(3)操作4和操作1比较，半径和角速度不变，小球质量变大，根据F＝mω2r知，操作4的拉力较大；(4)由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关，故选A、B、C；(5)实验中，该同学体验到的绳子的拉力不是沙袋做圆周运动的向心力．【答案】(1)操作2 (2)操作3 (3)操作4 (4)ABC (5)不是练1 解析：A错：因为R A＝R B，所以ωA＝ωB．根据F n＝mω2r可知，若m1>m2，则F1>F2．B 对：仅将球1改放在N位置，则r1>r2，根据F n＝mω2r可知，若m1＝m2，则F1>F2．C错：仅调整皮带位置使R A>R B，两轮边缘线速度相等，根据v＝ωr可知ωA<ωB，根据F n＝mω2r可知，若m1＝m2，则F1<F2．D错：调整皮带位置使R A>R B，则ωA<ωB，将球1改放在N位置，则r1>r2，根据F n＝mω2r可知，F1与F2大小关系不确定．答案：B知识点二【例2】【解析】(1)在探究向心力的大小F n与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，再研究另外两个物理量之间的关系，该方法为控制变量法，据此可知，要研究F n与m之间的关系，需保持ω和r相同，选项C正确．(2)根据控制变量法可知，两球的质量和转动半径相等时，研究的是向心力的大小F n与角速度ω之间的关系，选项B正确．(3)根据F n＝mω2r，两球的向心力之比为1∶9，转动半径和质量相等可知，两球转动的角速度之比为1∶3．因为靠皮带传动，两变速塔轮的线速度大小相等，根据v ＝rω知，与皮带连接的两变速塔轮的半径之比为3∶1，选项D正确．【答案】(1)C (2)B (3)D练2 解析：(1)探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，根据F＝mω2r可知，需保证两球的质量和转动的角速度相同，所以应选择球Ⅰ和球Ⅱ作为实验球；为保证角速度相同，则在皮带传动的过程，线速度大小相等，只需要选择半径相同的轮①和轮④即可；(2)实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，因为轮②和轮⑤边缘的线速度大小相等，半径之比为4∶1，则两轮的角速度不同，所以实验是探究向心力与角速度的关系，则需保证小球转动时半径相等，故选用短臂A，根据v＝ωr可知角速度之比为1∶4；(3)该实验过程是保证了其余因素不变，探究向心力和其中一个影响因素的关系，所以采用的是控制变量法，而探究加速度与力和质量的关系时，也是保证力不变，探究加速度与质量的关系和保证质量不变探究加速度与力的关系，故C项正确；(4)碰到钉子速度不突变，半径减小，根据向心力表达式可知需要的向心力增大，故A、B、D错误，C正确，故选C．答案：(1)④Ⅱ(2)角速度1∶4A(3)控制变量法 C (4)C随堂练习1．解析：皮带带动的两个变速塔轮的半径相同则两小球的角速度ω相同，两小球完全相同则质量m相同，根据F n＝mω2r知，在质量和角速度一定的情况下，可研究向心力的大小与半径的关系，故D正确，A、B、C错误．答案：D2．解析：(1)在该装置中，控制半径、角速度不变，只改变质量，来研究向心力的大小与质量之间的关系，故采用的是控制变量法，故选A．(2)本实验通过控制变量法，得到的结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故选C．答案：(1)A (2)C3．解析：(1)根据F＝mrω2，要研究小球受到的向心力大小与质量m的关系，需控制小球的角速度和转动的半径不变，故丙图正确．(2)根据F＝mrω2，要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和转动的半径不变，故甲图正确．答案：(1)丙(2)甲。