Question

探究小組利用傳感器研究小球在擺動過程中的機(jī)械能守恒規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。在懸點(diǎn)處裝有拉力傳感器，可記錄小球在擺動過程中各時刻的拉力值。小球半徑、擺線的質(zhì)量和擺動過

程中擺線長度的變化可忽略不計(jì)。實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1)測量小球質(zhì)量m.擺線長L;

（2）將小球拉離平衡位置某一高度h處無初速度釋放，在傳感器采集的數(shù)據(jù)中提取

最大值為F,小球擺到最低點(diǎn)時的動能表達(dá)式為     （用．上面給定物理量的符號表示）；

（3）改變高度h,重復(fù)上述過程，獲取多組擺動高度h與對應(yīng)過程的拉力最大值F

的數(shù)據(jù)，在F-h坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線：

 (4）通過描點(diǎn)連線，發(fā)現(xiàn)h與F成線性關(guān)系，如圖所示，可證明小球擺動過程中機(jī)械能守恒。

（5)根據(jù)F-h圖線中數(shù)據(jù)，可知小球質(zhì)量m=_        kg,擺線長L=      m(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g=l0m/s2．

Answer 1

【答案】（2）；（5） 、

【命題立意】本題旨在考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

【解析】：（2）根據(jù)牛頓第二定律，則有：

而動能表達(dá)式為：

（5）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，則有：

那么：

而圖象中，截距為1，即，則

而圖象的斜率，因此

故答案為：（2）；（5） 、