Question

【题目】为验证向心力与物体所受合力的关系，某学习小组设计了如图所示的实验装置。一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下：

①用游标卡尺测得钢球直径为d；

②将钢球静止悬挂，此时力传感器的示数为F1，用毫米刻度尺量得细线长为L；

③将钢球拉到适当的高度处由静止释放，光电门计时器测得钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F2；已知当地的重力加速度大小为g，钢球遮光长度近似为d。回答下列问题。

(1)钢球的质量m＝____。

(2)钢球经过光电门时的线速度大小v=_____。

(3)若满足F2-F1=____，则说明钢球的向心力与钢球受到的合力相等。

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)静止时，对钢球受力分析

故钢球质量为

(2)钢球经过光电门时的线速度大小

(3)对钢球受力分析

联立解得

所以，当

F2-F1=

则说明钢球的向心力与钢球受到的合力相等。