用如图1所示的装置来“探究做圆周运动的小球受到的向心力与圆周半径、小球质量和周期的关系”，取一根边缘光滑平整的细管，将一根细绳穿过细管，绳的一端拴一个小球，另一端拴一只轻弹簧测力计，将弹簧测力计的下端固定。手握细管摇动，使小球在水平面内做匀速转动。设弹簧测力计的示数为F，小球的质量为m，小球做圆周运动的周期为T，小球做匀速圆周运动的半径为r，回答下列问题：
（1）本实验中小球的向心力 （填“
”“
”或“
”）弹簧测力计的示数F。
（2）若测得小球做匀速圆周运动的圈数为N，对应的运动时间为t，则周期
。
（3）保持小球做匀速圆周运动的周期不变，小球的向心力用
表示，作
的关系图像如图2所示，若图像的斜率为k，则可测得小球做匀速圆周运动的角速度为 （用k表示）。
【答案】（1） 
（2）
（3）
【解析】（1）[1]因为小球的向心力是绳子的拉力和重力的合力，所以受力分析可知绳子在指向圆心的分力提供向心力，即向心力小于绳子的拉力即小于弹簧测力计的示数F。
（2）[2]若测得小球做匀速圆周运动的圈数为N，对应的运动时间为t，则小球匀速圆周运动的周期为
（3）[3]由
可得
则
的关系图像的斜率为
解得
。
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