Question

【題目】某探究小組險(xiǎn)證機(jī)械能守恒定律的裝置如圖所示，細(xì)線端拴一個(gè)球，另一端連接力傳感器，固定在天花板上，傳感器可記錄球在擺動過程中細(xì)線拉力大小，用量角器量出釋放球時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角，用天平測出球的質(zhì)量為m。重力加速度為g。

（1）用游標(biāo)卡尺測出小球直徑如圖所示，讀數(shù)為_________mm；

（2）將球拉至圖示位置，細(xì)線與豎直方向夾角為θ，靜止釋放球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在球擺動過程中作周期性變化。為求出球在最低點(diǎn)的速度大小，應(yīng)讀取拉力的_________(選填“最大值”或“最小值")，其值為F。

（3）球從靜止釋放運(yùn)動到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為_________(用測定物理量的符號表示)。

（4）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的有_______。

A．細(xì)線要選擇伸縮性小的

B．球盡量選擇密度大的

C．不必測出球的質(zhì)量和細(xì)線的長度

D．可以直接用彈簧測力計(jì)代替力傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

Answer 1

【答案】18.50 最大值 AB

【解析】

選取體積小，阻力小的鐵球；

游標(biāo)卡尺的讀法，先確定分度數(shù)，從而確定精確度，進(jìn)行讀數(shù)；

依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，及球在最低點(diǎn)，則繩子的拉力與重力的合力提供向心力，從而即可求解；

(1) 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：；

(2)小球在最低點(diǎn)由牛頓第二定律可得：，由此可知，應(yīng)讀出小球在最低時(shí)繩的拉力即最大值；

(3)由機(jī)械能守恒定律可得：，整理得：；

(4)A．為了減小小球做圓周運(yùn)動的半徑的變化，所以細(xì)線要選擇伸縮性小的，故A正確；

B．為了減小阻力的影響，球盡量選擇密度大的，體積小的，故B正確；

C．球從靜止釋放運(yùn)動到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為可知，應(yīng)測出小球的質(zhì)量，而不用測出細(xì)線的長度，故C錯(cuò)誤；

D．由于彈簧的彈力屬于漸變，所以小球擺到最低點(diǎn)瞬間，彈力的測量準(zhǔn)確，故D錯(cuò)誤。

故選：AB。