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实验六:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
课时作业
1.用图甲所示的实验装置来探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。小球置于长槽的A、B处和短槽的C处时,球心到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1,如图乙所示。
(1)本实验采用的实验方法是　　　　。
A.理想实验法
B.微小量放大法
C.控制变量法
(2)若变速塔轮采用图丙组合方式,此时左、右塔轮的角速度之比为　　　　。
(3)当探究向心力大小与角速度的关系时,将质量相同的两个小球置于图乙中挡板A处和挡板C处,仍选择如图丙的塔轮组合方式。旋转稳定时,观察到左、右标尺露出的等分格如图丁所示。可得出的实验结论是:　 。
解析:(1)本实验采用的实验方法为控制变量法。故选C。
(2)两变速塔轮采用皮带传动方式,线速度大小相同,根据v=ωR,所以==。
(3)当两小球置于挡板A、C位置时有m1=m2,旋转半径r1=r2,塔轮采用图丙组合方式,ω1∶ω2=1∶2,而观察到格子数之比为1∶4,即向心力之比为1∶4,所以F与ω2成正比。
答案:(1)C　(2)1∶2　(3)控制质量和转动半径不变时,向心力大小与角速度二次方成正比
2.(2025·桐乡模拟测试)在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示仪示意图如图甲所示,图中的标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系,图乙是变速塔轮结构示意图。
(1)下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是　　　　。
A.探究加速度与力、质量的关系
B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.油膜法估测油酸分子直径
D.验证机械能守恒定律
(2)某次实验中某同学加大手柄转速,左侧标尺读数与右侧标尺读数之比　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”);在图乙中,保持小球转动半径、质量都相同,逐次将传动皮带由第一层移至第三层,左侧标尺读数与右侧标尺读数之比　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
解析:(1)本实验采用的实验方法是控制变量法,即通过控制某些变量不变,改变其他变量,观察向心力的变化规律。探究加速度与力、质量的关系,采用的实验方法是控制变量法,故A正确;探究两个互成角度的力的合成规律,采用的是等效替代的实验方法,故B错误;油膜法估测油酸分子直径利用物理模型和几何关系进行测量,与控制变量法无关,故C错误;通过实验数据验证机械能守恒,主要涉及能量守恒思想,与控制变量法无关,故D错误。
(2)当手柄转速加大时,两球的角速度同时增大,根据向心力公式Fn=mω2r可知向心力与角速度的二次方成正比。由于两球的质量与转动半径都相同,角速度同时增大(比值固定),两球所受的向心力同时增大,但它们的比值不变,因此左侧标尺读数与右侧标尺读数之比不变。将传动皮带由第一层移至第三层,左、右塔轮半径比值变大,因皮带传动,则塔轮边缘线速度v相同,由v=ωr可知,左、右塔轮角速度比值变小,则根据向心力公式Fn=mω2r可知左、右小球所受向心力之比也变小,所以左侧标尺读数与右侧标尺读数之比变小。
答案:(1)A　(2)不变　变小
3.在“探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系”实验中,使用的向心力演示仪如图1所示,部分结构简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离均为R,挡板A到转轴距离为2R,塔轮①、④半径相同。
(1)实验时,　　　　(多选)。
A.转速应从快到慢
B.小球转动快慢通过目视控制
C.调整塔轮上的皮带时,应先调整一边塔轮,再调整另一边
(2)“探究向心力大小与运动半径的关系”时,可将传动皮带套在①④塔轮上,将质量相同的小球分别放在挡板上的　　　　。
A.A与B　　B.B与C　　C.A与C
(3)“探究向心力的大小与角速度的关系”时,可以将皮带套在　　　　(选填“①④”或“②⑤”)塔轮上。
解析:(1)实验时小球转动的快慢应通过目视控制,转速应从慢到快,故A错误,B正确;调整塔轮上的皮带时,应先调整一边塔轮,再调整另一边,故C正确。
(2)“探究向心力大小与运动半径的关系”时,应控制小球的质量相同、转动的角速度相同(即控制变速塔轮的半径相同),改变小球做圆周运动的半径,故将质量相同的小球分别放在挡板上的A和C位置。
(3)“探究向心力的大小与角速度的关系”时应控制小球的质量和转动的半径相同,改变小球做圆周运动的角速度,即将小球放在不同半径的变速塔轮上,故选填②⑤。
答案:(1)BC　(2)C　(3)②⑤
4.某同学用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
(1)若要探究F与m之间的关系,应采用下列三图中的　　　　图。
(2)在探究F与r之间的关系时,若左、右两标尺显示如图丁所示,则两小球的运动半径之比为　　　　。
A.1∶2 B.2∶1 C.4∶1 D.1∶4
(3)通过本实验可以得到的结论是　　　　(多选)。
A.在r与ω一定的情况下,F与m成正比
B.在r与m一定的情况下,F与ω成反比
C.在m与ω一定的情况下,F与r成反比
D.在r与m一定的情况下,F与ω2成正比
(4)利用传感器升级实验装置,用力传感器测压力F,用数字计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后,记录一组力与对应周期数据,他用图像法来处理数据,结果画出了如图所示的图像,该图线是一条过原点的直线,请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是　　　　。
解析:(1)若要探究F与m之间的关系,应使两小球质量不相等,两小球做圆周运动半径和角速度相等,则应采用乙图。
(2)在探究F与r之间的关系时,应控制两球质量和角速度相同,根据F=mω2r,由题图丁可知,左、右两小球所受向心力之比为1∶4,则两小球运动半径之比为1∶4,故选D。
(3)根据F=mω2r,在r与ω一定的情况下,F与m成正比,故A正确;在r与m一定的情况下,F与ω2成正比,故B错误,D正确;在m与ω一定的情况下,F与r成正比,故C错误。
(4)根据F=m()2r=4π2mr,纵坐标表示向心力F,则图像横坐标x表示的物理量是。
答案:(1)乙　(2)D　(3)AD　(4)
5.(2025·新阵地教育联盟高三联考)在“探究向心力大小表达式”的实验中,某小组通过如图甲所示装置进行实验,将一滑块套入水平杆上,一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力F大小。滑块上固定一遮光片宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。滑块做匀速圆周运动,每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。
(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块质量和旋转半径保持不变,某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt,则角速度ω=　　　　。
(2)以F为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中作一条直线,如图乙所示,直线方程为F=k-b。写出滑块质量表达式m=　　　　(用k、r、d表示),b产生的原因为　
　。
解析:(1)遮光片经过光电门时的遮光时间极短,则圆周运动的线速度为v=,角速度为ω==。
(2)滑块所受的向心力为F=mω2r,解得F=m()2,结合直线方程F=k-b,可知m=k,解得滑块的质量为m=。由直线方程可知当F=0时,≠0,即图像不过坐标原点的原因是:滑块和水平杆之间有摩擦力,开始一段时间,摩擦力提供向心力,当摩擦力达到最大值后,才存在绳子拉力;故b产生的原因为滑块受到摩擦力。
答案:(1)　(2)　滑块受到摩擦力(共13张PPT)
实验六:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
实验基础·必备
原理装置图 操作要求 注意事项
实验器材:向心力演示仪(如图所示),三个金属球(半径相同,其中两个为质量相同的钢球,另一个为质量为钢球质量一半的铝球)。 实验方法: 法。 1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不同,探究向心力的大小与 的关系。 2.保持两个小球质量不变,并使两球的转动半径不同;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同,探究向心力的大小与 的关系。 3.换成质量不同的小球,使两球的转动半径相同;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同,探究向心力的大小与 的关系。 4.重复几次以上实验。 1.将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故。
2.摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一个标尺上的格数。达到预定格数时,即保持转速恒定。
控制变量
角速度
半径
质量
数据 处理
1.分别作出Fn-ω2、Fn-r、Fn-m的图像,分析向心力与角速度、半径、质量之间的关系。
2.实验结论
实验序号 相同的物理量 不同的物理量 实验结论
1 m、r ω ω越大,Fn越大,Fn∝ω2
2 m、ω r r越大,Fn越大,Fn∝r
3 r、ω m m越大,Fn越大,Fn∝m
公式 Fn=mω2r
考点一
教材原型实验
实验技能·提升
【典例1】 (中等)(2023·浙江1月选考)“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
(1)采用的实验方法是　　　　。
A.控制变量法
B.等效法
C.模拟法
解析:(1)向心力与物体质量、转动半径、角速度都有关,因此采用的实验方法是控制变量法。
A
(2)在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的
　　　 　(选填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”)之比;在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相间等分标记的比值　　　　(选填“不变”“变大”或“变小”)。
角速度平方
不变
解析:(2)在m、r相同情况下,向心力与角速度平方成正比;仅仅加速转动手柄,但转动半径不变,角速度平方的比值不变,即向心力的比值不变。
考点二
实验创新与拓展
【典例2】 (中等)某小组用图甲装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”。通过紧固螺钉(图中未画出)可在竖直方向调整水平横梁位置,位移传感器、力传感器均固定在横梁上,两传感器和光电门都与计算机相连;小球放在一端有挡光片的水平横槽上,细绳一端p连接小球,另一端q绕过转向轮后连接力传感器,力传感器可测量细绳拉力,位移传感器可测量横梁与底座之间的距离。小球和细绳所受摩擦力可忽略,细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上。光电门未被挡光时输出低电压,被挡光时输出高电压。实验步骤如下:
(1)如图乙,用螺旋测微器测量小球直径d=　　　　mm。若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L,则小球做圆周运动的半径r=　　　(用d、L表示)。
7.885
(2)探究向心力大小与半径的关系:启动直流电机,横槽带动小球做匀速圆周运动,保持　　　　不变,记录力传感器读数F0、位移传感器读数H0以及小球做圆周运动半径r0。降低横梁高度,当位移传感器读数为H1时,小球做圆周运动半径r1=　　 　　(用 r0、H0、H1表示),待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1,重复多次实验得到多组数据,通过计算机拟合F-r图像,可得线性图像。
周期
r0+H0-H1
解析:(2)探究向心力大小与半径的关系,应控制变量周期相同。
过程中连接小球的绳长不变,根据几何关系可得H0+r0=H1+r1,整理得r1=r0+H0-H1。
(3)探究向心力大小与周期的关系:保持小球圆周运动半径不变,调节直流电机转速,待电机转动稳定后,计算机采集到光电门输出电压u与时间t的关系如图丙,则小球圆周运动周期T=　　　　(选用 t0、t1、t2表示)。记录力传感器读数F和周期T,重复多次得到多组数据,通过计算机拟合　　　　(选填下列选项字母代号)图像,可得线性图像。
t2-t0
C
感谢观看实验六:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
原理装置图 操作要求 注意事项
实验器材:向心力演示仪(如图所示),三个金属球(半径相同,其中两个为质量相同的钢球,另一个为质量为钢球质量一半的铝球)。 实验方法:控制变量法。 1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不同,探究向心力的大小与角速度的关系。 2.保持两个小球质量不变,并使两球的转动半径不同;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同,探究向心力的大小与半径的关系。 3.换成质量不同的小球,使两球的转动半径相同;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同,探究向心力的大小与质量的关系。 4.重复几次以上实验。 1.将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故。 2.摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一个标尺上的格数。达到预定格数时,即保持转速恒定。
数据处理 1.分别作出Fn-ω2、Fn-r、Fn-m的图像,分析向心力与角速度、半径、质量之间的关系。 2.实验结论 实验序号相同的 物理量不同的 物理量实验结论1m、rωω越大,Fn越大,Fn∝ω22m、ωrr越大,Fn越大,Fn∝r3r、ωmm越大,Fn越大,Fn∝m公式Fn=mω2r
考点一　教材原型实验
【典例1】 (中等)(2023·浙江1月选考)“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
(1)采用的实验方法是　　　　。
A.控制变量法
B.等效法
C.模拟法
(2)在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的　　　　(选填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”)之比;在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相间等分标记的比值　　　　(选填“不变”“变大”或“变小”)。
解析:(1)向心力与物体质量、转动半径、角速度都有关,因此采用的实验方法是控制变量法。
(2)在m、r相同情况下,向心力与角速度平方成正比;仅仅加速转动手柄,但转动半径不变,角速度平方的比值不变,即向心力的比值不变。
答案:(1)A　(2)角速度平方　不变
考点二　实验创新与拓展
【典例2】 (中等)某小组用图甲装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”。通过紧固螺钉(图中未画出)可在竖直方向调整水平横梁位置,位移传感器、力传感器均固定在横梁上,两传感器和光电门都与计算机相连;小球放在一端有挡光片的水平横槽上,细绳一端p连接小球,另一端q绕过转向轮后连接力传感器,力传感器可测量细绳拉力,位移传感器可测量横梁与底座之间的距离。小球和细绳所受摩擦力可忽略,细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上。光电门未被挡光时输出低电压,被挡光时输出高电压。实验步骤如下:
(1)如图乙,用螺旋测微器测量小球直径d=　　　　mm。若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L,则小球做圆周运动的半径r=　　　　(用d、L表示)。
(2)探究向心力大小与半径的关系:启动直流电机,横槽带动小球做匀速圆周运动,保持　　　　不变,记录力传感器读数F0、位移传感器读数H0以及小球做圆周运动半径r0。降低横梁高度,当位移传感器读数为H1时,小球做圆周运动半径r1=　　　　(用 r0、H0、H1表示),待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1,重复多次实验得到多组数据,通过计算机拟合F-r图像,可得线性图像。
(3)探究向心力大小与周期的关系:保持小球圆周运动半径不变,调节直流电机转速,待电机转动稳定后,计算机采集到光电门输出电压u与时间t的关系如图丙,则小球圆周运动周期T=
　　　　(选用 t0、t1、t2表示)。记录力传感器读数F和周期T,重复多次得到多组数据,通过计算机拟合　　　　(选填下列选项字母代号)图像,可得线性图像。
A.FT　　　　B.FT2　　　　C.F
解析:(1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm,读数为7.5 mm+0.01 mm×38.5=7.885 mm,小球做圆周运动的半径r=L+。
(2)探究向心力大小与半径的关系,应控制变量周期相同。
过程中连接小球的绳长不变,根据几何关系可得H0+r0=H1+r1,整理得r1=r0+H0-H1。
(3)t0时刻通过光电门,t2时刻再次通过,则T=t2-t0,由向心力公式F=mr,应拟合 F图像,故选C。
答案:(1)7.885　L+　(2)周期　r0+H0-H1　(3)t2-t0　C
课时作业
1.用图甲所示的实验装置来探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。小球置于长槽的A、B处和短槽的C处时,球心到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1,如图乙所示。
(1)本实验采用的实验方法是　　　　。
A.理想实验法
B.微小量放大法
C.控制变量法
(2)若变速塔轮采用图丙组合方式,此时左、右塔轮的角速度之比为　　　　。
(3)当探究向心力大小与角速度的关系时,将质量相同的两个小球置于图乙中挡板A处和挡板C处,仍选择如图丙的塔轮组合方式。旋转稳定时,观察到左、右标尺露出的等分格如图丁所示。可得出的实验结论是:　 。
解析:(1)本实验采用的实验方法为控制变量法。故选C。
(2)两变速塔轮采用皮带传动方式,线速度大小相同,根据v=ωR,所以==。
(3)当两小球置于挡板A、C位置时有m1=m2,旋转半径r1=r2,塔轮采用图丙组合方式,ω1∶ω2=1∶2,而观察到格子数之比为1∶4,即向心力之比为1∶4,所以F与ω2成正比。
答案:(1)C　(2)1∶2　(3)控制质量和转动半径不变时,向心力大小与角速度二次方成正比
2.(2025·桐乡模拟测试)在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示仪示意图如图甲所示,图中的标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系,图乙是变速塔轮结构示意图。
(1)下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是　　　　。
A.探究加速度与力、质量的关系
B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.油膜法估测油酸分子直径
D.验证机械能守恒定律
(2)某次实验中某同学加大手柄转速,左侧标尺读数与右侧标尺读数之比　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”);在图乙中,保持小球转动半径、质量都相同,逐次将传动皮带由第一层移至第三层,左侧标尺读数与右侧标尺读数之比　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
解析:(1)本实验采用的实验方法是控制变量法,即通过控制某些变量不变,改变其他变量,观察向心力的变化规律。探究加速度与力、质量的关系,采用的实验方法是控制变量法,故A正确;探究两个互成角度的力的合成规律,采用的是等效替代的实验方法,故B错误;油膜法估测油酸分子直径利用物理模型和几何关系进行测量,与控制变量法无关,故C错误;通过实验数据验证机械能守恒,主要涉及能量守恒思想,与控制变量法无关,故D错误。
(2)当手柄转速加大时,两球的角速度同时增大,根据向心力公式Fn=mω2r可知向心力与角速度的二次方成正比。由于两球的质量与转动半径都相同,角速度同时增大(比值固定),两球所受的向心力同时增大,但它们的比值不变,因此左侧标尺读数与右侧标尺读数之比不变。将传动皮带由第一层移至第三层,左、右塔轮半径比值变大,因皮带传动,则塔轮边缘线速度v相同,由v=ωr可知,左、右塔轮角速度比值变小,则根据向心力公式Fn=mω2r可知左、右小球所受向心力之比也变小,所以左侧标尺读数与右侧标尺读数之比变小。
答案:(1)A　(2)不变　变小
3.在“探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系”实验中,使用的向心力演示仪如图1所示,部分结构简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离均为R,挡板A到转轴距离为2R,塔轮①、④半径相同。
(1)实验时,　　　　(多选)。
A.转速应从快到慢
B.小球转动快慢通过目视控制
C.调整塔轮上的皮带时,应先调整一边塔轮,再调整另一边
(2)“探究向心力大小与运动半径的关系”时,可将传动皮带套在①④塔轮上,将质量相同的小球分别放在挡板上的　　　　。
A.A与B　　B.B与C　　C.A与C
(3)“探究向心力的大小与角速度的关系”时,可以将皮带套在　　　　(选填“①④”或“②⑤”)塔轮上。
解析:(1)实验时小球转动的快慢应通过目视控制,转速应从慢到快,故A错误,B正确;调整塔轮上的皮带时,应先调整一边塔轮,再调整另一边,故C正确。
(2)“探究向心力大小与运动半径的关系”时,应控制小球的质量相同、转动的角速度相同(即控制变速塔轮的半径相同),改变小球做圆周运动的半径,故将质量相同的小球分别放在挡板上的A和C位置。
(3)“探究向心力的大小与角速度的关系”时应控制小球的质量和转动的半径相同,改变小球做圆周运动的角速度,即将小球放在不同半径的变速塔轮上,故选填②⑤。
答案:(1)BC　(2)C　(3)②⑤
4.某同学用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
(1)若要探究F与m之间的关系,应采用下列三图中的　　　　图。
(2)在探究F与r之间的关系时,若左、右两标尺显示如图丁所示,则两小球的运动半径之比为　　　　。
A.1∶2 B.2∶1 C.4∶1 D.1∶4
(3)通过本实验可以得到的结论是　　　　(多选)。
A.在r与ω一定的情况下,F与m成正比
B.在r与m一定的情况下,F与ω成反比
C.在m与ω一定的情况下,F与r成反比
D.在r与m一定的情况下,F与ω2成正比
(4)利用传感器升级实验装置,用力传感器测压力F,用数字计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后,记录一组力与对应周期数据,他用图像法来处理数据,结果画出了如图所示的图像,该图线是一条过原点的直线,请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是　　　　。
解析:(1)若要探究F与m之间的关系,应使两小球质量不相等,两小球做圆周运动半径和角速度相等,则应采用乙图。
(2)在探究F与r之间的关系时,应控制两球质量和角速度相同,根据F=mω2r,由题图丁可知,左、右两小球所受向心力之比为1∶4,则两小球运动半径之比为1∶4,故选D。
(3)根据F=mω2r,在r与ω一定的情况下,F与m成正比,故A正确;在r与m一定的情况下,F与ω2成正比,故B错误,D正确;在m与ω一定的情况下,F与r成正比,故C错误。
(4)根据F=m()2r=4π2mr,纵坐标表示向心力F,则图像横坐标x表示的物理量是。
答案:(1)乙　(2)D　(3)AD　(4)
5.(2025·新阵地教育联盟高三联考)在“探究向心力大小表达式”的实验中,某小组通过如图甲所示装置进行实验,将一滑块套入水平杆上,一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力F大小。滑块上固定一遮光片宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。滑块做匀速圆周运动,每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。
(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块质量和旋转半径保持不变,某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt,则角速度ω=　　　　。
(2)以F为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中作一条直线,如图乙所示,直线方程为F=k-b。写出滑块质量表达式m=　　　　(用k、r、d表示),b产生的原因为　
　。
解析:(1)遮光片经过光电门时的遮光时间极短,则圆周运动的线速度为v=,角速度为ω==。
(2)滑块所受的向心力为F=mω2r,解得F=m()2,结合直线方程F=k-b,可知m=k,解得滑块的质量为m=。由直线方程可知当F=0时,≠0,即图像不过坐标原点的原因是:滑块和水平杆之间有摩擦力,开始一段时间,摩擦力提供向心力,当摩擦力达到最大值后,才存在绳子拉力;故b产生的原因为滑块受到摩擦力。
答案:(1)　(2)　滑块受到摩擦力

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