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  • 1. (2022高三上·广州月考) 用如图甲所示的向心力实验器,定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度大小、运动半径之间的关系。

    如图甲,光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上,并与数据采集器连接;旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连,以测量砝码所受向心力F的大小;宽为d的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为L的另一端,挡光杆通过光电门传感器时,计算机可算出旋臂的角速度

    现研究向心力大小与角速度的关系,完成下列内容:

    1. (1) 调节砝码到旋臂转轴的水平距离,拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为 , 则此时挡光杆的线速度大小为,砝码做圆周运动的角速度大小为(用d、L、表示)。
    2. (2) 计算机利用数据采集器生成的F、数据点并拟合成一条图线如图乙。由图乙可知,砝码做圆周运动所受向心力的大小与角速度的关系是:

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