Question

【题目】某物理兴趣小组利用电子秤探究小球在竖直面内的圆周运动，他们到物理实验室取来电子秤、铁架台、长度为L的轻质细线和小球等。

（1）将铁架台放在电子秤上，其读数为M，撤去铁架台将小球放在电子秤上，其读数为m。

（2）组装好实验装置如图所示。保持细线自然伸长，将小球拉起使细线处于水平位置，此时电子秤读数为______（填写“M + m”“M”“大于M + m”或“处于M和M + m之间”）。

（3）忽略空气阻力，当小球运动到最低点时，细线的拉力为________；电子秤的读数为________。（已知重力加速度为g）

Answer 1

【答案】M 3mg M + 3m

【解析】

（2）[1]将小球拉起使细线处于水平位置时，电子秤读数为铁架台的质量M。

（3）[2]小球向下运动到最低点的过程，由机械能守恒定律有

当小球运动到最低点时，设细线中拉力为F，对小球，由牛顿第二定律有

联立解得

[3]对铁架台受力分析，设电子秤对铁架台的支持力为FN，由平衡条件得

电子秤的读数为