Question

【题目】某探究小组险证机械能守恒定律的装置如图所示，细线端拴一个球，另一端连接力传感器，固定在天花板上，传感器可记录球在摆动过程中细线拉力大小，用量角器量出释放球时细线与竖直方向的夹角，用天平测出球的质量为m。重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测出小球直径如图所示，读数为_________mm；

（2）将球拉至图示位置，细线与竖直方向夹角为θ，静止释放球，发现细线拉力在球摆动过程中作周期性变化。为求出球在最低点的速度大小，应读取拉力的_________(选填“最大值”或“最小值")，其值为F。

（3）球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为_________(用测定物理量的符号表示)。

（4）关于该实验，下列说法中正确的有_______。

A．细线要选择伸缩性小的

B．球尽量选择密度大的

C．不必测出球的质量和细线的长度

D．可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验

Answer 1

【答案】18.50 最大值 AB

【解析】

选取体积小，阻力小的铁球；

游标卡尺的读法，先确定分度数，从而确定精确度，进行读数；

依据实验原理，结合减小的重力势能转化为动能，及球在最低点，则绳子的拉力与重力的合力提供向心力，从而即可求解；

(1) 游标卡尺的读数为：；

(2)小球在最低点由牛顿第二定律可得：，由此可知，应读出小球在最低时绳的拉力即最大值；

(3)由机械能守恒定律可得：，整理得：；

(4)A．为了减小小球做圆周运动的半径的变化，所以细线要选择伸缩性小的，故A正确；

B．为了减小阻力的影响，球尽量选择密度大的，体积小的，故B正确；

C．球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为可知，应测出小球的质量，而不用测出细线的长度，故C错误；

D．由于弹簧的弹力属于渐变，所以小球摆到最低点瞬间，弹力的测量准确，故D错误。

故选：AB。