题目内容
【题目】在“用圆锥摆实验验证向心力公式"的实验中,AB为竖直转轴,细绳一端系在A点,另一端与小球C相连,如图所示.当转轴转动时,C球在水平面内做匀速圆周运动.实验步骤如下:
①测量AC间细绳长度l;②使AB轴转动,并带动C球在水平面内做匀速圆周运动;
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T,并标出C球球心在AB轴上的投影点D,测出AD间距为S;④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F.;
⑤算出C球所受的合力F;
⑥验证向心力公式.
(I )在上述实验中还需要测量的物理量有哪些________
A. C球的直径 B.C球的质量 C. C球转动的角速度D.当地的重力加速度g
(II)为了验证向心力公式正确.请用已知的物理量和第(I)题中你所选择的物理量表示出AD间距S=____.
(III)这一实验方法简单易行.但是有几个因素可能会影响实验的成功,请写出一条: ______
【答案】AD垂足D的确定、小球是否在水平面上做匀速圆周运动等
【解析】
(1)该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力,再根据向心力公式求出向心力的值,看两者是否相等,所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度g;
(2)根据圆锥摆的周期公式即可求解;
(3)垂足D的确定、小球是否在水平面上做匀速圆周运动等都会影响实验是否成功.
(1)该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力,再根据向心力公式求出向心力的值,看两者是否相等,所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度g;故选AD.
(2) 根据圆锥摆的周期公式得:T=2π,解得 S=
(3)该实验要求C球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球是否在水平面上做匀速圆周运动会影响实验是否成功.另外垂足D的确定也可能会影响实验的成功.
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