Question

【题目】某同学用光电门和力传感器来研究单摆运动时小球在最低点时细线拉力与小球速度的关系。如图甲所示，用光电门测量小球经过最低点A时的挡光时间t，同时用传感器测量细线对小球的拉力大小F。

(1)用螺旋测微器测量钢球的直径d，如图乙所示，则d=_______mm；通过公式就可以测出小球通过最低点的速度；

(2)实验时，要采用控制变量法，保持小球质量m和______不变，通过改变单摆最大摆角θ，来改变小球到达最低点的速度，这样就能得到一组数据，从而完成实验研究。某实验小组同学用测量的数据，在坐标中画出如图丙所示图像，得到了第一个结论：小球在最低点受到细线拉力随速度的增大而_______增大（填“线性”或“非线性”）；为了进一步探究拉力和速度的定量关系，该小组做了以下几种图像，能直接从图像中得到定量关系的是图_______。

Answer 1

【答案】6.985（6.983~6.987均可） 细线长度（或摆长） 非线性 A

【解析】

(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为6.5mm，可动刻度为48.5×0.01mm=0.485mm，所以最终读数为6.5mm+0.485mm=6.985mm，由于误差6.983mm~6.987mm均可

(2)[2]由实验原理有

可知，实验时，要采用控制变量法，保持小球质量m和摆长不变

[3]由图丙可知，小球在最低点受到细线拉力随速度的增大而非线性增大

[4]由实验原理有

即

则能直接从图像中得到定量关系的是图A