6.6實驗探究向心力的大小高一物理學(xué)與練（人教版2019）（原卷版）

6.6實驗：探究向心力的大小學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標課程標準學(xué)習(xí)目標通過實驗，探究并了解勻速圓周運動向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。1、理解實驗原理2、掌握實驗步驟3、會進行數(shù)據(jù)處理4、會進行誤差分析002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識：一、實驗儀器向心力演示器二、實驗思路采用控制變量法(1)在小球的質(zhì)量和角速度不變的條件下，改變小球做圓周運動的。(2)在小球的質(zhì)量和圓周運動的半徑不變的條件下，改變小球的。(3)換用質(zhì)量的小球，在角速度和半徑不變的條件下，重復(fù)上述操作。三、數(shù)據(jù)處理：分別作出Fn－、Fn－r、Fn－m的圖像。四、實驗結(jié)論(1)在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成。(2)在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成。(3)在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成。（二）即時練習(xí)：【小試牛刀1】用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小的表達式．勻速轉(zhuǎn)動手柄，可以使變速塔輪以及長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運動．使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂的擋板對小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺．(1)為了探究向心力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，可以采用______________________(選填“等效替代法”“控制變量法”或“理想模型法”).(2)根據(jù)標尺上露出的等分標記，可以粗略計算出兩個球做圓周運動所需的向心力大小之比；為研究向心力大小跟轉(zhuǎn)速的關(guān)系，應(yīng)比較表中的第1組和第________組數(shù)據(jù)．組數(shù)小球的質(zhì)量m/g轉(zhuǎn)動半徑r/cm轉(zhuǎn)速n/(r·s－1)114.015.001228.015.001314.015.002414.030.001(3)本實驗中產(chǎn)生誤差的原因有__________________________．(寫出一條即可)【小試牛刀2】如圖所示為向心力演示裝置，勻速轉(zhuǎn)動手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運動．使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板(即擋板A、B、C)對小球的壓力提供．球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8.根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球做圓周運動所需的向心力的比值．利用此裝置可以探究做勻速圓周運動的物體需要的向心力的大小與哪些因素有關(guān)．已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1∶2∶1.(1)要探究向心力與軌道半徑的關(guān)系時，把皮帶套在左、右兩個塔輪的半徑相同的位置，把兩個質(zhì)量________(選填“相同”或“不同”)的小球放置在擋板________和擋板________位置(選填“A”“B”或“C”)．(2)把兩個質(zhì)量不同的小球分別放在擋板A和C位置，皮帶套在左、右兩個塔輪的半徑之比為1∶2，則放在擋板A處的小球與C處的小球角速度大小之比為________．(3)把兩個質(zhì)量相同的小球分別放在擋板B和C位置，皮帶套在左、右兩邊塔輪的半徑之比為3∶1，則轉(zhuǎn)動時左、右標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為________．【小試牛刀3】在“用圓錐擺驗證向心力的表達式”實驗中，如圖所示，懸點剛好與一個豎直的刻度尺零刻度線對齊。將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止時剛好位于圓心。用手帶動鋼球，設(shè)法使它剛好沿紙上某個半徑為r的圓周運動，鋼球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。

(1)用秒表記錄運動n圈的總時間為t，那么小球做圓周運動中需要的向心力表達式為Fn=______。

(2)通過刻度尺測得小球軌道平面距懸點的高度為?，那么小球做圓周運動中外力提供的向心力表達式為F003題型精講【題型一】基礎(chǔ)考法【典型例題1】如圖所示，同學(xué)們分小組探究影響向心力大小的因素。同學(xué)們用細繩系一個小沙袋在空氣中甩動，使小沙袋在水平面內(nèi)做圓周運動，來感受向心力。(1)下列說法中正確的是________。A.保持質(zhì)量、繩長不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對手的拉力將不變B.保持質(zhì)量、繩長不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對手的拉力將增大C.保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將不變D.保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將增大(2)如圖，繩上離小沙袋重心40cm處打一個繩結(jié)A,80cm處打一個繩結(jié)B，學(xué)習(xí)小組中一位同學(xué)用手表計時，另一位同學(xué)操作，其余同學(xué)記錄實驗數(shù)據(jù)：操作一：手握繩結(jié)A，使小沙袋在水平方向每秒運動1周，體會向心力的大小。操作二：手握繩結(jié)B，使小沙袋在水平方向每秒運動1周，體會向心力的大小。操作三：手握繩結(jié)A，使小沙袋在水平方向每秒運動2周，體會向心力的大小。操作四：手握繩結(jié)A，再向小沙袋中添加少量沙子，使小沙袋在水平方向每秒運動1周，體會向心力的大小。操作二與一相比較：質(zhì)量、角速度相同，向心力的大小與轉(zhuǎn)動________有關(guān)；操作三與一相比較：質(zhì)量、半徑相同，向心力的大小與________有關(guān)；操作四與一相比較：角速度、半徑相同，向心力大小與________有關(guān)?！镜湫屠}2】在“探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系”的實驗中。(1)如圖所示，A、B都為質(zhì)量相同的鋼球，圖中所示是在研究向心力的大小F與________的關(guān)系。A.質(zhì)量m B.角速度ω C.半徑r(2)如圖所示，若圖中標尺上黑白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1∶4，由圓周運動知識可以判斷與皮帶連接的變速輪塔相對應(yīng)的半徑之比為________。A.1∶4 B.4∶1C.1∶2 D.2∶1【對點訓(xùn)練1】如圖所示，同學(xué)們分小組探究影響向心力大小的因素。同學(xué)們用細繩系一紙杯(杯中有30mL的水)在空中甩動，使紙杯在水平面內(nèi)做圓周運動，來感受向心力。(1)下列說法中正確的是________。A．保持質(zhì)量、繩長不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對手的拉力將不變B．保持質(zhì)量、繩長不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對手的拉力將增大C．保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將不變D．保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長，繩對手的拉力將增大(2)如圖甲所示，繩離杯心40cm處打一結(jié)點A，80cm處打一結(jié)點B，學(xué)習(xí)小組中一位同學(xué)手表計時，另一位同學(xué)操作，其余同學(xué)記錄實驗數(shù)據(jù)：操作一：手握繩結(jié)點A，使杯在水平方向每秒運動一周，體會向心力的大小。操作二：手握繩結(jié)點B，使杯在水平方向每秒運動一周，體會向心力的大小。操作三：手握繩結(jié)點A，使杯在水平方向每秒運動二周，體會向心力的大小。操作四：手握繩結(jié)點A，再向杯中添加30mL的水，使杯在水平方向每秒運動一周，體會向心力的大小。則：①操作二與一相比較：質(zhì)量、角速度相同，向心力的大小與轉(zhuǎn)動半徑大小有關(guān)；操作三與一相比較：質(zhì)量、轉(zhuǎn)動半徑相同，向心力的大小與角速度的大小有關(guān)；操作四與一相比較：____________________相同，向心力大小與________有關(guān)；②物理學(xué)中此種實驗方法叫________法。③小組總結(jié)階段，在空中甩動，使杯在水平面內(nèi)做圓周運動的同學(xué)談感受時說：“感覺手腕發(fā)酸，感覺力的方向不是指向圓心的向心力而是背離圓心的離心力，跟書上說的不一樣?！蹦阏J為該同學(xué)的說法是否正確，為什么？【對點訓(xùn)練2】用如圖所示的裝置可以探究做勻速圓周運動的物體需要的向心力的大小與哪些因素有關(guān)。(1)本實驗采用的科學(xué)方法是________。A．控制變量法 B．累積法C．微元法 D．放大法(2)圖示情景正在探究的是________。A．向心力的大小與轉(zhuǎn)動半徑的關(guān)系B．向心力的大小與線速度大小的關(guān)系C．向心力的大小與角速度大小的關(guān)系D．向心力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系(3)通過本實驗可以得到的結(jié)果是________。A．在質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比B．在質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑一定的情況下，向心力的大小與線速度的大小成正比C．在轉(zhuǎn)動半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比D．在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與轉(zhuǎn)動半徑成反比【題型二】器材創(chuàng)新【典型例題3】某興趣小組用如圖甲所示的裝置與傳感器結(jié)合，探究向心力大小的影響因素。實驗時用手撥動旋臂使砝碼做圓周運動，力傳感器和光電門固定在實驗器材上，測量角速度和向心力。(1)電腦通過光電門測量擋光桿通過光電門的時間，并由擋光桿的寬度d、擋光桿通過光電門的時間Δt、擋光桿做圓周運動的半徑r，自動計算出砝碼做圓周運動的角速度，則其計算角速度的表達式為________________。(2)在圖乙中?、佗趦蓷l曲線為相同轉(zhuǎn)動半徑、不同質(zhì)量下向心力與角速度的關(guān)系圖線，由圖乙可知。曲線①對應(yīng)的砝碼質(zhì)量________(選填“大于”或“小于”)曲線②對應(yīng)的砝碼質(zhì)量?！镜湫屠}4】小明同學(xué)為探究向心力F與線速度v的關(guān)系，用如圖所示的實驗裝置完成實驗．其中質(zhì)量為m的小圓柱體放在未畫出的水平光滑圓盤上，沿圖中虛線做勻速圓周運動．力電傳感器測定圓柱體的向心力，光電傳感器測定線速度，軌跡的半徑為r.實驗過程中保持圓柱體質(zhì)量和運動半徑不變．(1)該同學(xué)采用的實驗方法為________．A．等效替代法B．理想化模型法C．控制變量法(2)改變線速度v，并進行多次測量，該同學(xué)測出了五組F、v數(shù)據(jù)，如下表所示：v/(m·s－1)1.01.52.02.53.0F/N0.881.983.505.507.90該同學(xué)利用實驗數(shù)據(jù)作出了以下四個圖像，其中能較為直觀地展示向心力F與線速度v關(guān)系的圖像是________．(3)根據(jù)圖像分析的結(jié)果，小明可以得到實驗結(jié)論__________．【對點訓(xùn)練3】利用如圖實驗裝置可驗證做勻速圓周運動的物體所受合力與所需向心力的“供”“需”關(guān)系，啟動小電動機帶動小球做圓錐擺運動，不計一切阻力，移動水平圓盤，當盤與球恰好相切時關(guān)閉電動機，讓球停止運動，懸線處于伸直狀態(tài)。利用彈簧秤水平徑向向外拉小球，使小球恰好離開圓盤且處于靜止狀態(tài)時，測出水平彈力的大小F。(1)為算出小球做勻速圓周運動時所需向心力，下列物理量還應(yīng)該測出的有__________；A.用秒表測出小球運動周期TB.用刻度尺測出小球做勻速圓周運動半徑rC.用刻度尺測出小球到線的懸點的豎直高度hD.用天平測出小球質(zhì)量m(2)小球做勻速圓周運動時，所受重力與線拉力的合力大小__________彈簧秤測出F大??；(選填“大于”“等于”或“小于”)(3)當所測物理量滿足____________關(guān)系式時，則做勻速圓周運動的物體所受合力與所需向心力的“供”“需”平衡?！緦c訓(xùn)練4】如圖甲所示是某同學(xué)探究做圓周運動的物體質(zhì)量、向心力、軌道半徑及線速度關(guān)系的實驗裝置，做勻速圓周運動的圓柱體放置在水平光滑圓盤上，力傳感器測量向心力F，速度傳感器測量圓柱體的線速度v，該同學(xué)通過保持圓柱體質(zhì)量和運動半徑不變，來探究向心力F與線速度v的關(guān)系：(1)該同學(xué)采用的實驗方法為________。A．等效替代法 B．控制變量法C．理想化模型法 D．比值法(2)改變線速度v，多次測量，該同學(xué)測出了五組F、v數(shù)據(jù)，如表所示：v/(m·s－1)1.01.52.02.53.0F/N0.882.003.505.507.90該同學(xué)對數(shù)據(jù)分析后，在圖乙坐標紙上描出了五個點。①作出Fv2圖線；②若圓柱體運動半徑r＝0.2m，由作出的Fv2圖線可得圓柱體的質(zhì)量m＝____kg(保留兩位有效數(shù)字)?！绢}型三】原理創(chuàng)新【典型例題5】改裝的探究圓周運動的向心力大小的實驗裝置如圖所示。有機玻璃支架上固定一個直流電動機，電動機轉(zhuǎn)軸上固定一個半徑為r的塑料圓盤，圓盤中心正下方用細線接一個重錘，圓盤邊緣連接細繩，細繩另一端連接一個小球。實驗操作如下：①利用天平測量小球的質(zhì)量m，記錄當?shù)氐闹亓铀俣萭的大?。虎陂]合電源開關(guān)，讓小球做如圖所示的勻速圓周運動，調(diào)節(jié)激光筆2的高度和激光筆1的位置，讓激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺測量小球做圓周運動的半徑R和球心到塑料圓盤的高度h；③當小球第一次到達A點時開始計時，并記錄為1次，記錄小球n次到達A點的時間t；④切斷電源，整理器材。請回答下列問題：(1)下列說法正確的是________。A．小球運動的周期為eq\f(t,n)B．小球運動的線速度大小為eq\f(2πn－1R,t)C．小球運動的向心力大小為eq\f(mgR,h)D．若電動機轉(zhuǎn)速增加，激光筆1、2應(yīng)分別左移、上移(2)若已測出R＝40.00cm，r＝4.00cm，h＝90.00cm，t＝100.00s，n＝51，π取3.14，則小球做圓周運動的周期T＝________s，記錄的當?shù)刂亓铀俣却笮?yīng)為g＝________m/s2。(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)【典型例題6】航天器繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持物幾乎沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已經(jīng)無法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設(shè)某同學(xué)在這種環(huán)境中設(shè)計了如圖所示的裝置(圖中O為光滑小孔)來間接測量物體的質(zhì)量：給待測物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動，設(shè)航天器中有基本測量工具(比如刻度尺、秒表、彈簧測力計等)(1)實驗時需要測量的物理量：彈簧測力計示數(shù)F，圓周運動的周期T，及_____________________________________________________________________。(2)用所測得的物理量寫出待測物體質(zhì)量的表達式為m＝________(用測得的物理量的符號表示)?！緦c訓(xùn)練5】如圖所示是“DIS向心力實驗器”，當質(zhì)量為m的砝碼隨旋轉(zhuǎn)臂一起在水平面內(nèi)做半徑為r的圓周運動時，所需的向心力可通過牽引桿由力傳感器測得，旋轉(zhuǎn)臂另一端的擋光桿(擋光桿的擋光寬度為Δs，旋轉(zhuǎn)半徑為R)每經(jīng)過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力大小F和角速度ω的數(shù)據(jù)．(1)某次旋轉(zhuǎn)過程中擋光桿經(jīng)過光電門時的遮光時間為Δt，則角速度ω＝________.(2)以F為縱坐標，以________(選填“Δt”“eq\f(1,Δt)”“(Δt)2”或“eq\f(1,Δt2)”)為橫坐標，可在坐標紙中描出數(shù)據(jù)點作一條直線，該直線的斜率為k＝________.(用上述已知量的字母表示)【對點訓(xùn)練6】如圖甲所示，某同學(xué)為了比較不同物體與轉(zhuǎn)盤間動摩擦因數(shù)的大小設(shè)計了該裝置．已知固定于轉(zhuǎn)軸上的角速度傳感器和力傳感器與電腦連接，通過一不可伸長的細繩連接物塊，細繩剛好拉直，物塊隨轉(zhuǎn)盤緩慢加速．在電腦上記錄如圖乙所示圖像．換用形狀和大小相同但材料不同的物塊重復(fù)實驗，得到物塊a、b、c分別對應(yīng)的三條直線，發(fā)現(xiàn)a與c的縱截距相同，b與c的橫截距相同，且符合一定的數(shù)量關(guān)系．回答下列問題：(1)物塊沒有看作質(zhì)點對實驗是否有影響？______(選填“是”或“否”)(2)物塊a、b、c的密度之比為________．(3)物塊a、b、c與轉(zhuǎn)盤之間的動摩擦因數(shù)之比為________．004體系構(gòu)建理解實驗原理掌握實驗步驟會進行數(shù)據(jù)處理會進行誤差分析005記憶清單1．操作要領(lǐng)向心力演示器如上圖所示。轉(zhuǎn)動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8，標尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個球所受向心力的大小。(1)皮帶套在塔輪2、3半徑相同的圓盤上，小球轉(zhuǎn)動半徑和轉(zhuǎn)動角速度相同時，可以探究向心力與小球質(zhì)量的關(guān)系。(2)皮帶套在塔輪2、3半徑相同的圓盤上，小球轉(zhuǎn)動角速度和質(zhì)量相同時，可以探究向心力與轉(zhuǎn)動半徑的關(guān)系。(3)皮帶套在塔輪2、3的不同半徑的圓盤上，小球質(zhì)量相同、轉(zhuǎn)動半徑相同時，可以探究向心力與角速度的關(guān)系。2．注意事項(1)定性感知實驗中，輕小球受到的重力與拉力相比可忽略。(2)使用向心力演示器時應(yīng)注意：①將橫臂緊固螺釘旋緊，以防小球和其他部件飛出而造成事故。②搖動手柄時應(yīng)力求緩慢加速，注意觀察其中一個測力套筒上標尺的格數(shù)。達到預(yù)定格數(shù)時，保持轉(zhuǎn)速均勻恒定。00601強化訓(xùn)練1．如圖所示，質(zhì)量相同的鋼球①、②分別放在A、B盤的邊緣，A、B兩盤的半徑之比為2∶1，a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪，a、b輪半徑之比為1∶2.當a、b兩輪在同一皮帶帶動下勻速轉(zhuǎn)動時，鋼球①、②受到的向心力大小之比為()A．2∶1B．4∶1C．1∶4D．8∶12.某同學(xué)利用如圖所示的向心力演示器定量探究勻速圓周運動所需向心力F跟小球質(zhì)量m、轉(zhuǎn)速n和運動半徑r之間的關(guān)系。(1)為了單獨探究向心力跟小球質(zhì)量的關(guān)系，必須用____________法；(2)轉(zhuǎn)動手柄可以使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球隨之做勻速圓周運動。這時我們可以看到彈簧測力筒上露出標尺，通過標尺上紅白相間等分格數(shù)，即可求得兩個球所受的___________________________________________；(3)該同學(xué)通過實驗得到如下表的數(shù)據(jù)：次數(shù)球的質(zhì)量m/g轉(zhuǎn)動半徑r/cm轉(zhuǎn)速/每秒幾圈n/(r·s－1)向心力大小F/紅格數(shù)114.015.0012228.015.0014314.015.0028414.030.0014根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可歸納概括出向心力F跟小球質(zhì)量m、轉(zhuǎn)速n和運動半徑r之間的關(guān)系是：____________________________________(文字表述)；(4)實驗中遇到的問題有：____________________________________(寫出一點即可)。3.向心力演示器如圖所示。勻速轉(zhuǎn)動手柄1可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運動。使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8。已知測力套筒的彈簧相同，根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。若將變速塔輪2、3上的皮帶共同往下移動一級，則長槽和短槽的角速度之比會________(填“變大”“不變”“變小”或者“無法確定”)；如圖所示，放在長短槽內(nèi)的三個小球的質(zhì)量相等，皮帶所在左右塔輪的半徑也相等，則在加速轉(zhuǎn)動過程中，左右標尺漏出的紅白等分標記會________(填“變長”“不變”“變短”或者“不確定”)，兩邊紅白等分標記之比會________(填“變大”“不變”“變小”或者“無法確定”)，在勻速轉(zhuǎn)動的過程中，左右標尺紅白標記之比為________。4.用如圖所示的實驗裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動．橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值．實驗用球分為鋼球和鋁球，請回答相關(guān)問題：(1)在某次實驗中，某同學(xué)把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，A、C到塔輪中心距離相等，將皮帶處于左、右塔輪的半徑不等的層上．轉(zhuǎn)動手柄，觀察左右標尺的刻度，此時可研究向心力的大小與________的關(guān)系．A．質(zhì)量mB．角速度ωC．半徑r(2)在(1)的實驗中，某同學(xué)勻速轉(zhuǎn)動手柄時，左邊標尺露出4個格，右邊標尺露出1個格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為________；其他條件不變，若增大手柄轉(zhuǎn)動的速度，則左、右兩標尺的示數(shù)將________，兩標尺示數(shù)的比值____________(均選填“變大”“變小”或“不變”)．5.某同學(xué)用如圖(a)所示裝置探究鋼質(zhì)小球自由擺動至最低點時的速度大小與此時細線拉力的關(guān)系．其中力傳感器顯示的是小球自由擺動過程中各個時刻細線拉力FT的大小，光電門測量的是鋼球通過光電門的擋光時間Δt.(1)調(diào)整細線長度，使細線懸垂時，鋼球中心恰好位于光電門中心．(2)要測量小球通過光電門的速度，還需測出__________(寫出需要測量的物理量及其表示符號)，小球通過光電門的速度表達式為v＝__________.(用題中所給字母和測出的物理量符號表示)(3)由于光電門位于細線懸點的正下方，此時細線的拉力就是力傳感器顯示的各個時刻的拉力FT中的______________(選填“最大值”“最小值”或“平均值”)．(4)改變小球通過光電門的速度，重復(fù)實驗，測出多組速度v和對應(yīng)拉力FT的數(shù)據(jù)，作出FT－v2圖像如圖(b)所示．已知當?shù)刂亓铀俣萭＝9.7m/s2，則由圖像可知，小球的質(zhì)量為________kg，光電門到懸點的距離為__________m.6.為探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系，小明按圖甲裝置進行實驗，物塊放在平臺卡槽內(nèi)，平臺繞軸轉(zhuǎn)動，物塊做勻速圓周運動，平臺轉(zhuǎn)速可以控制，光電計時器可以記錄轉(zhuǎn)動快慢．(1)為了探究向心力與角速度的關(guān)系，需要控制__________保持不變，小明由計時器測轉(zhuǎn)動的周期T，計算ω2的表達式是____________．(2)小明按上述實驗將測算得的結(jié)果用作圖法來處理數(shù)據(jù)，如圖乙所示，縱軸F為力