Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“測(cè)量重力加速度”并“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。該小組把輕質(zhì)細(xì)繩的一端與一個(gè)小球相連，另一端系在力傳感器的掛鉤上，整個(gè)裝置位于豎直面內(nèi)，將擺球拉離豎直方向一定角度，由靜止釋放，與傳感器相連的計(jì)算機(jī)記錄細(xì)繩的拉力F隨時(shí)間t變化的圖線。

(1)首先測(cè)量重力加速度。將擺球拉離豎直方向的角度小于5°，讓小球做單擺運(yùn)動(dòng)，拉力F隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示。

①圖可知該單擺的周期T約為________s(保留兩位有效數(shù)字)。

②該小組測(cè)得該單擺的擺長為L，則重力加速度的表達(dá)式為________(用測(cè)量或者已知的物理量表示)。

(2)然后驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。將擺球拉離豎直方向較大角度后由靜止釋放，拉力F隨時(shí)間t變化的圖線如圖丙所示。

①要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，還需要測(cè)量的物理量是_________。

②若圖中A點(diǎn)的拉力用F1表示，B點(diǎn)的拉力用F2表示，則小球從A到B的過程中，驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為_____________(填表達(dá)式前的字母序號(hào))。

A. B. 　　 C

Answer 1

【答案】0.75(0.70或者0.73也對(duì)) 質(zhì)量 A

【解析】

(1)①[1]小球做單擺運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過最低點(diǎn)拉力最大，由圖乙可知11.0s到14.0s內(nèi)有4個(gè)全振動(dòng)，該單擺的周期

②[2]根據(jù)單擺周期公式可得重力加速度

(2)①[3]圖中點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度為零的位置，即最高位置，根據(jù)受力分析可得

圖中點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度最大的位置，即最低點(diǎn)位置，根據(jù)牛頓第二定律可得

小球從到的過程中，重力勢(shì)能減小量為

動(dòng)能的增加量為

要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，需滿足

解得

所以還需要測(cè)量的物理量是小球的質(zhì)量

②[4]驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為

故A正確，B、C錯(cuò)誤；

故選A。