Question

【題目】某物理興趣小組利用電子秤探究小球在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，他們到物理實(shí)驗(yàn)室取來(lái)電子秤、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)度為L的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)和小球等。

（1）將鐵架臺(tái)放在電子秤上，其讀數(shù)為M，撤去鐵架臺(tái)將小球放在電子秤上，其讀數(shù)為m。

（2）組裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。保持細(xì)線(xiàn)自然伸長(zhǎng)，將小球拉起使細(xì)線(xiàn)處于水平位置，此時(shí)電子秤讀數(shù)為______（填寫(xiě)“M + m”“M”“大于M + m”或“處于M和M + m之間”）。

（3）忽略空氣阻力，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線(xiàn)的拉力為________；電子秤的讀數(shù)為________。（已知重力加速度為g）

Answer 1

【答案】M 3mg M + 3m

【解析】

（2）[1]將小球拉起使細(xì)線(xiàn)處于水平位置時(shí)，電子秤讀數(shù)為鐵架臺(tái)的質(zhì)量M。

（3）[2]小球向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律有

當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，設(shè)細(xì)線(xiàn)中拉力為F，對(duì)小球，由牛頓第二定律有

聯(lián)立解得

[3]對(duì)鐵架臺(tái)受力分析，設(shè)電子秤對(duì)鐵架臺(tái)的支持力為FN，由平衡條件得

電子秤的讀數(shù)為