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)从释放小球至小球向下运动到最低点过程，电子秤读数________。(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)

(4)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 逐渐增大 3mg M＋3m

【解析】(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。

(2)从释放小球到小球向下运动至最低点过程，根据牛顿第二定律可知细线中拉力逐渐增大，电子秤读数逐渐增大。

(3)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F＝3mg，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FN＝Mg＋F，电子秤的读数为。