Question

利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力，并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像，实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒，实验步骤如下：

①如图甲所示，固定力传感器M，并在挂钩的正下方固定一个小圆环（环中的光滑小孔O刚好够一根细线穿过）。

②取一根不可伸长的细线，一端固定一个小铁球，另一端穿过小孔O固定在传感器的挂钩上。

③让小铁球处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图乙所示。

④让小球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图丙所示。

请回答以下问题：

（1）由图中数据可求得小孔O到小铁球球心的距离为       m。（计算时取g≈π²）

（2）为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，则（     ）

A．一定得测出小球的质量m

B．一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β

C．一定得知道当地重力加速度g的大小

D．只要知道图中的F₀、F₁、F₂的大小

（3）若已经用实验测得了第（2）小题中所需测量的物理量，则为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，只需验证等式        是否成立。（用题中所给物理量的符号来表示）

 

Answer 1

【答案】

（1）1.0  （2）D  （3）3F₀=F₁+2F₂

【解析】