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(2021高一下·湖北期中)
为更简洁和精准验证“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验,某兴趣小组对实验进行了改进,如图是简化实验装置示意图,在小圆盘中心打孔,将电动机的转轴穿过小孔,使小圆盘与转轴垂直并固定,且保证重锤悬在电动机转轴的正下方。把悬挂摆球的细线穿过小孔中心并系牢。
实验步骤如下:
第一步:将电动机接入电路,用手给摆球一个初速度,使摆球在电动机带动下做速度合适的匀速圆周运动;
第二步:待摆球做稳定的匀速圆周运动时,通过调节激光笔的高度和角度,使激光笔既能照到重锤线上,又能在一圈中两次照在圆平面上做匀速圆周运动的摆球,调整好后固定激光笔;
第三步:观察激光笔照到右侧墙(未画出)上的激光点,当激光点第一次挡住时数0圈,同时按下停表,第三次被挡住时数1圈,第五次被挡住时数2圈,依次数到n圈时按下停表,记录时间t;
第四步:断开开关,测出小圆盘到重锤线上激光点的距离h;
第五步:改变摆线长度,重复实验5次。
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(1)
改进实验中,是否需要测量圆锥摆匀速圆周运动的轨道半径。(填“是”或“否”)。
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(2)
改进实验中,只需验证
(用n、t、h、
、g表示)。
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(3)
保持n的取值不变,改变摆线长度进行多次实验,可获取不同的t。若小球所受的合力大小F与向心力大小
相等,则如图所示图象合理的是______。
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