1.(15分)某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合,探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂使其做圆周运动,力传感器和光电门固定在实验器上,测量角速度和向心力。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间,并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r,自动计算出砝码做圆周运动的角速度,则其计算角速度的表达式为 __________________。
(2)图乙中①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线,由图可知:曲线①对应的砝码质量______________(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。
【解析】(1)物体转动的线速度v=
由ω= 计算得出ω= 。
(2)图中抛物线说明:向心力F和ω2成正比;若保持角速度和半径都不变,则质点做圆周运动的向心加速度不变,由牛顿第二定律F=ma可以知道,质量大的物体需要的向心力大,所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。
答案:(1)ω= (2)小于