Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律，力傳感器固定在天花板上，細(xì)線一端吊著小球，一端連在力傳感器上傳感器顯示細(xì)線拉力的大小。小球的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g。

(1)實驗開始前，用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑D=________mm。再讓小球處于自然懸掛狀態(tài)，測出懸線的長為L。

(2)將小球拉離平衡位置使細(xì)線與豎直方向成一定的張角θ，由靜止釋放小球，使小球在豎直面內(nèi)做往復(fù)運動，力傳感器測出懸線的拉力隨時間變化的關(guān)系如圖丙所示，則小球運動到最低點時速度的大小為v=________。小球擺到最高點時與最低點的高度差h=________(均用已知和測量物理量的符號表示)

(3)驗證機械能守恒定律成立的表達(dá)式為________________(用已知和測量物理量的符號表示)。

Answer 1

【答案】9.8； ； ； ；

【解析】

（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺刻度數(shù)與游標(biāo)尺刻度數(shù)之和；

（2）在最低點根據(jù)牛頓第二定律求解速度v；根據(jù)幾何關(guān)系求解下落的高度；

（3）若機械能守恒，則小球的動能增加量等于重力勢能的減��；

（1）小球的直徑D=9mm+0.1mm×8=9.8mm；

（2）小球在最低點時細(xì)繩受拉力最大為F0，根據(jù)牛頓第二定律：F0-mg=m ，解得；小球擺到最高點時與最低點的高度差h=；

（3）驗證機械能守恒定律成立的表達(dá)式為 ，

即

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