Question

【题目】大鹏同学设计了如图甲所示的装置，该装置既能验证机械能守恒定律，又能验证在最低点的向心力公式。一个质量均匀分布的小球由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定于点，将轻绳拉至水平后由静止释放小球。在最低点附近放置一光电门，测出小球运动到最低点的挡光时间为，再用游标卡尺测出小球的直径d，如图乙所示，重力加速度为g。则：

(1)小球的直径d=________________cm；

(2)为完成验证机械能守恒定律，还需通过操作测量相应的物理量是（____）

A.用天平测出小球的质量m

B.用弹簧秤测出小球的质量m

C.用刻度尺测出悬点到球心的距离

D.用游标卡尺测出悬点到球心的距离

若等式_____________=____________成立，说明小球下摆过程机械能守恒；[用已知量和(2)中测量出的物理量符号表示]

(3)为完成验证向心力公式，在悬点处又安装了一个拉力传感器，用来测出绳子上的拉力F。除此之外，还需通过操作测量相应的物理量是（____）

A.用天平测出小球的质量m

B.用弹簧秤测出小球的质量m

C.用刻度尺测出悬点到球心的距离

D.用游标卡尺测出悬点到球心的距离

若等式F=____________成立，则可验证小球做圆周运动时在最低点向心力的公式正确。[用已知量和(3)中测量出的物理量符号表示]

Answer 1

【答案】1. 03cm C AC

【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为

3×0.1mm=0.3mm

则最终读数为

d=10mm+3×0. 1mm=10.3mm=1.03cm

(2)[2][3][4]小圆柱通过光电门的瞬时速度为

根据能量转换关系有

则有

因此要验证机械能守恒定律，必须用刻度尺测出悬点到圆柱重心的距离，故C正确，A、B、D错误；

故选C。

(3)[5][6]根据牛顿第二定律得

解得

可知要验证小圆柱做圆周运动在最低点向心力的公式，必须用天平测出小圆柱的质量和用刻度尺测出悬点到圆柱重心的距离，故A、C正确；B、D错误

故选AC。