Question

【題目】大鵬同學設計了如圖甲所示的裝置，該裝置既能驗證機械能守恒定律，又能驗證在最低點的向心力公式。一個質量均勻分布的小球由一根不可伸長的輕繩拴住，輕繩另一端固定于點，將輕繩拉至水平后由靜止釋放小球。在最低點附近放置一光電門，測出小球運動到最低點的擋光時間為，再用游標卡尺測出小球的直徑d，如圖乙所示，重力加速度為g。則：

(1)小球的直徑d=________________cm；

(2)為完成驗證機械能守恒定律，還需通過操作測量相應的物理量是（____）

A.用天平測出小球的質量m

B.用彈簧秤測出小球的質量m

C.用刻度尺測出懸點到球心的距離

D.用游標卡尺測出懸點到球心的距離

若等式_____________=____________成立，說明小球下擺過程機械能守恒；[用已知量和(2)中測量出的物理量符號表示]

(3)為完成驗證向心力公式，在懸點處又安裝了一個拉力傳感器，用來測出繩子上的拉力F。除此之外，還需通過操作測量相應的物理量是（____）

A.用天平測出小球的質量m

B.用彈簧秤測出小球的質量m

C.用刻度尺測出懸點到球心的距離

D.用游標卡尺測出懸點到球心的距離

若等式F=____________成立，則可驗證小球做圓周運動時在最低點向心力的公式正確。[用已知量和(3)中測量出的物理量符號表示]

Answer 1

【答案】1. 03cm C AC

【解析】

(1)[1]游標卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標讀數(shù)為

3×0.1mm=0.3mm

則最終讀數(shù)為

d=10mm+3×0. 1mm=10.3mm=1.03cm

(2)[2][3][4]小圓柱通過光電門的瞬時速度為

根據(jù)能量轉換關系有

則有

因此要驗證機械能守恒定律，必須用刻度尺測出懸點到圓柱重心的距離，故C正確，A、B、D錯誤；

故選C。

(3)[5][6]根據(jù)牛頓第二定律得

解得

可知要驗證小圓柱做圓周運動在最低點向心力的公式，必須用天平測出小圓柱的質量和用刻度尺測出懸點到圓柱重心的距離，故A、C正確；B、D錯誤

故選AC。