题目内容

【题目】实验中挂钩位置可认为不变，利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒。

（1）用游标卡尺测出小铁球直径结果如图乙所示。则其直径D=________cm。

（2）①如图甲所示，固定力传感器M

②取一根不可伸长的细线，一端连接（1）中的小铁球，另一端穿过固定的光滑小圆环O，并固定在传感器的挂钩上（小圆环刚好够一根细线通过）

③将小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间变化的关系如图丁所示。

（i）为验证小铁球在最高点A和最低处的机械能是否相等，则_____________。

A．必须要测出小铁球的直径D

B．必须要测出小铁球的质量m

C．必须要测出细线离开竖直方向的最大偏角θ

D．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小及当地重力加速度g

E．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小

（ii）若已经通过实验测得了（i）中所需的物理量，则为了验证小铁球在最高点B和最低点处的机械能是否相等，只需验证等式_____________________________是否成立即可。（用题中所测得的物理量符号表示）

【答案】1.090cm D

【解析】

(1)[1]由图乙可知，该游标卡尺为50分度游标卡尺，故其读数为

（2）[2]由机械能守恒定律可得

在最低点时有

刚释放时有

静止时有

联立化简可得

故小球机械能是否守恒验证以上等式即可，故需要测量的物理量为F0，F1，F2的大小及当地重力加速度g，故选D。

[3]由[2]中分析可知，需验证的等式为

练习册系列答案
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B.细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球b速度发生变化

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