题目内容

11．如图，利用圆锥摆验证向心力实验中，小球质量记为m，摆线长为L，与竖直方向夹角为θ．
（1）利用合力求向心力：小球受到向心力是拉力力和重力力的合力，大小为mgtanθ．
（2）利用向心力公式Fn=$mLsinθ\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$求合力，需测得小球的周期．
（3）比较两种方法测得的向心力，再进行评估．实验中用到的测量工具有刻度尺、秒表和天平．

分析 小球靠重力和拉力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出合力的大小，结合向心力公式求出向心力的大小，从而比较大小．

解答 解：（1）小球受重力和拉力两个力作用，靠两个力合力提供向心力，合力的大小F=mgtanθ．
（2）向心力大小${F}_{n}=mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$=$mLsinθ\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$．
（3）比较两种方法测得向心力，需用刻度尺测量摆长、摆球到天花板的高度，用秒表测量摆球的周期，用天平测量摆球的质量．
故答案为：（1）拉力，重力，mgtantanθ．（2）$mLsinθ\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$，（3）刻度尺，秒表，天平．

点评 解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道实验的原理，通过测量的物理量确定所需的器材，难度不大．

练习册系列答案
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1．目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台．再严重下去，瓶装纯净空气也会上市．设瓶子的容积为500mL，空气的摩尔质量M=29×10-3 kg/mol．按标准状况计算，NA=6.0×1023 mol-1，标况下空气的摩尔体积V=22.4L/mol．试估算：
①空气分子的平均质量是多少？
②一瓶纯净空气的质量是多少？
③一瓶中约有多少个气体分子？
2．关于位移和路程，下列说法中正确的是（　　）
A．在某段时间内，质点运动的位移为零，该质点不一定是静止的
B．在某段时间内，质点运动的路程为零，该质点不一定是静止的
C．在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程
D．在曲线运动中，质点位移的大小一定大于其路程
19．在竖直平面内存在着某一匀强电场，一带电量为+q的小球以一定初速度v0进入光滑的绝缘材料做的竖直放置的固定半圆管左端后，小球在管内一直做减速运动，最后从半圆管右出口飞出．整个运动过程不考虑空气阻力与摩擦阻力．以下判定正确的有（　　）
A．小球在半圆管内运动过程中克服电场力做功的一定大于mgR
B．小球在半圆管内运动过程中克服电场力做功的可能小于0.2mgR
C．小球的电势能一定先增加后减小
D．小球受到的电场力可能与重力大小相等
6．如图所示，质量为m的物体与水平圆盘保持相对静止，随圆盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（　　）
A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用
B．摩擦力的方向始终指向圆心O
C．重力和支持力是一对平衡力
D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力
16．如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象．这个实验表明（　　）
A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是一种概率波
3．用单摆测重力加速度的实验中用到的只要仪器有铁架台、秒表、米尺、螺旋测微器、铁球、细线（铁架台，秒表，米尺，螺旋测微器，铁球，天平，细线，打点计时器）
20．将磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置，不发生变化的物理量是（　　）
A．磁通量的变化B．磁通量的变化率
C．感应电流的大小D．流过导体横截面积的电荷量
5．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是（　　）
A．光的折射现象、色散现象B．光的反射现象、干涉现象
C．光的衍射现象、偏振现象D．光的直线传播现象、多普勒效应

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