Question

【題目】大鵬同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置，該裝置既能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，又能驗(yàn)證在最低點(diǎn)的向心力公式。一個(gè)質(zhì)量均勻分布的小球由一根不可伸長的輕繩拴住，輕繩另一端固定于點(diǎn)，將輕繩拉至水平后由靜止釋放小球。在最低點(diǎn)附近放置一光電門，測出小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間為，再用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑d，如圖乙所示，重力加速度為g。則：

(1)小球的直徑d=________________cm；

(2)為完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需通過操作測量相應(yīng)的物理量是（____）

A.用天平測出小球的質(zhì)量m

B.用彈簧秤測出小球的質(zhì)量m

C.用刻度尺測出懸點(diǎn)到球心的距離

D.用游標(biāo)卡尺測出懸點(diǎn)到球心的距離

若等式_____________=____________成立，說明小球下擺過程機(jī)械能守恒；[用已知量和(2)中測量出的物理量符號表示]

(3)為完成驗(yàn)證向心力公式，在懸點(diǎn)處又安裝了一個(gè)拉力傳感器，用來測出繩子上的拉力F。除此之外，還需通過操作測量相應(yīng)的物理量是（____）

A.用天平測出小球的質(zhì)量m

B.用彈簧秤測出小球的質(zhì)量m

C.用刻度尺測出懸點(diǎn)到球心的距離

D.用游標(biāo)卡尺測出懸點(diǎn)到球心的距離

若等式F=____________成立，則可驗(yàn)證小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)在最低點(diǎn)向心力的公式正確。[用已知量和(3)中測量出的物理量符號表示]

Answer 1

【答案】1. 03cm C AC

【解析】

(1)[1]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為

3×0.1mm=0.3mm

則最終讀數(shù)為

d=10mm+3×0. 1mm=10.3mm=1.03cm

(2)[2][3][4]小圓柱通過光電門的瞬時(shí)速度為

根據(jù)能量轉(zhuǎn)換關(guān)系有

則有

因此要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，必須用刻度尺測出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；

故選C。

(3)[5][6]根據(jù)牛頓第二定律得

解得

可知要驗(yàn)證小圓柱做圓周運(yùn)動(dòng)在最低點(diǎn)向心力的公式，必須用天平測出小圓柱的質(zhì)量和用刻度尺測出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離，故A、C正確；B、D錯(cuò)誤

故選AC。