1. (2024高一下·深圳月考)

1. （1） 如图所示，向心力演示仪的挡板A，C到转轴距离为R，挡板B到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同，①②③半径之比为1：2：3，④⑤⑥半径之比为3：2：1.现通过控制变量法，用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径，质量的关系。
   
   ①当质量和运动半径一定时，探究向心力的大小与角速度的关系，将传动皮带套在②④塔轮上，应将质量相同的小球分别放在挡板处（选填“A”、“B”或“C”中的两个）；
   ②当质量和角速度一定时，探究向心力的大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在塔轮上（选填①②③④⑤⑥中的两个）；
   ③将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在①④两个塔轮上，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为3：1，则铁球与橡胶球的质量之比为。
3. （2） 为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，其实物图如图b所示，原理图如图c所示。实验时将力传感器和光电门固定，用手拨动旋臂产生圆周运动，当砝码随悬臂起匀速转动时，细线的拉力提供砝码做圆周运动需要的向心力。传感器可以实时测量角速度和向心力的大小。

   

   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、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出金属块做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为。

   ②他们将金属块做圆周运动的半径r固定为 ， 多次改变悬臂做圆周运动的角速度，计算机将测得的向心力F与角速度绘制成图，如图d所示。根据图像，可以得出实验结论：