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13.(6分)某同学利用如图甲所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间△t的数据，并将时间△t的数据换算生成w。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F-ω2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。力传感器光电门挡光杆砝码旋臂甲(1)该同学采用的主要实验方法为。(填正确答案标号)A.等效替代法B.控制变量法C.理想化模型法(2)实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为△，已知挡光杆到转轴的距离为d,挡光杆的挡光宽度为△s,则挡光杆转动角速度ω大小的表达式为(用题中所给物理量的字母表示)(3)根据图乙，得到的实验结论是：【答案】(1)B(1分)△s(2)w=(2分)d△i(3)在砝码的质量和转动半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比(3分)【解析】(1)实验中保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速，所以采用的是控制变量法，B正确。(2)挡光杆处的线追度大小为)=，则角速度大小为。△sd△t9(3)由图乙知，在砝码的质量和转动半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比。

4.儿童乐园里的游乐设施“空中飞椅”如图所示，座椅通过钢丝绳与顶端转盘连接。已知正常工作时转盘的角速度为ω，绳与竖直方向的夹角为0，座椅及乘客的总质量为，转盘的半径为，绳长为L。不计钢丝绳质量及空气阻力，下列说法正确的是A.钢丝绳的拉力大小为mw(r十Lsin0)sin 0B.仅增大绳长时，绳与竖直方向的夹角将减小C,若角速度足够大，可以使钢丝绳在水平方向拉直D.在旋转过程中，两个体重不同的人，摆开的夹角0一样大【答案】D【解析】人和座椅受重力和钢丝绳的拉力作用，如图所示，由牛顿第二定律得Frsi0=mω2(r十Lsin0),解得F,-m0十sin》,A错误；因钢丝绳拉力的竖直分量等于人的重力，则即使角sin 0速度足够大，也不可以使钢丝绳在水平方向拉直，C错误；由牛顿第二定律得mg tan0=mw2(r十Lsin0),则gtan0=w2(r十Lsin0),则仅增大绳长时，绳与竖直方向的夹角不一定减小，两个体重不同的人，摆开的夹角0一样大，B错误，D正确。，mg