题目内容

【题目】装有拉力传感器的轻绳,一端固定在光滑水平转轴O,另一端系一小球,空气阻力可以忽略。设法使小球在竖直平面内做圆周运动(如图甲),通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是,在最低点时绳上的拉力大小是某兴趣小组的同学用该装置测量当地的重力加速度。

(1)小明同学认为,实验中必须测出小球的直径,于是他用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=_______mm。

(2)小军同学认为不需要测小球的直径。他借助最高点和最低点的拉力,再结合机械能守恒定律即可求得。小军同学还需要测量的物理量有__________(填字母代号)。

A.小球的质量m

B.轻绳的长度

C.小球运动一周所需要的时间T

(3)根据小军同学的思路,请你写出重力加速度g的表达式____________

【答案】 5.693-5.697 A

【解析】试题分析:螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读,固定部分每个刻度为0.5mm,可动部分每个刻度单位为0.01mm;根据牛顿第二定律,在最低点与最高点列出合力提供向心力的表达式,再结合机械能守恒定律,即可求解.

(1)螺旋测微器的固定刻度读数5.5mm,可动刻度读数为0.01×19.5=0.195mm,所以最终读数为:固定刻度读数+可动刻度读数=5.5mm+0.195mm=5.695mm.

(2、3)由牛顿第二定律,在最高点,则有,而在最低点,则有:;再依据机械能守恒定律,则有: ,联立上式,解得,因此已知最高点和最低点的拉力,小军同学还需要测量的物理量有小球的质量m,故A正确,BC错误;根据小军同学的思路,重力加速度g的表达式为

练习册系列答案
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【题目】某实验小组设计了如图甲所示实验装置探究加速度与力的关系已知小车的质量为M,砝码盘的质量为,打点计时器使用的交流电频率f=50Hz.

(1)探究方案的正确实验步骤是_____________________.

A.将小车紧靠打点计时器,接通电源后放开小车,得到一条打点清晰的纸市由纸带水得小车的加速度a

B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;

C.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量m,重复多次,得到多组ma

D.图甲安装好实验装置;

E.取下细绳和砝码盘,记录砝码盘中砝码的质量m

(2)记录数据及数据分析:

①实验中打出的其中一条纸带如图乙所示,由该纸带可求得小车的加速度a=_____m/s.(保留1位有效数字)

②实验小组认为小车受到的合外力F=mg,根据记录数据和纸带,将计算得到的合外力和加速度填入设计的表中(表略).

③建立a-F坐标系,利用②中得到的表中数据描点得到如图丙所示的图线.根据图线,可得出:结论小车加速度a与外力F成正比__________(选填成立不成立”).已知图线延长线与横轴的交点A的坐标是(-0.080),由此可知,______(填实验中有关物理量的名称)等于0.08N.(已知数据测量是准确的)

(3)如果认为小车受到的合外力等于砝码盘和砝码的总重力,即F=(+m)g.实验中是否要求陆码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?_________(选填”).

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