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向心力演示器如图所示。匀速转动手柄1,可以使变速塔轮23以及长槽4和短槽5随之匀速转动,槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,挡板abc到转轴的距离之比为。球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记,可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。变速塔轮共3层,自上而下共三种组合方式,其中第一层左右轮半径之比为,第二层左右轮半径之比为,第三层左右轮半径为。实验中用到一个铝球和两个相同的钢球,铝球的大小与钢球相同,质量是钢球的一半。

 

(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时,我们主要用到了物理学中的_________

A.理想模型法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.微小量放大法

(2)某次实验时,变速塔轮选择半径之比为的第一层,分别把两个钢球放置在b处和c处,此次探究的是向心力与         之间的关系。

(3)为了探究向心力与质量的关系,应使用变速塔轮的第         层,选用的球是         ,球所放位置应为挡板         和挡板         

(4)探究向心力大小与角速度之间的关系时,该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧,改变皮带挡位,记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格,则记录该组数据时,皮带位于变速塔轮的第         层(选填”“)。

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