题目内容
【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,系有长度为L轻质细线的小球等。
(1)将铁架台单独放在电子秤上,其读数为M;将小球单独放在电子秤上其读数为m。
(2)组装好实验装置如图所示,保持细线自然长度将小球拉至使细线处于水平位置,此时电子秤读数为________(填写“M+m”或“M”或“大于M+m”或“处于M和M+m之间”)。
(3) 松手后,小球向下运动,此时看到电子秤读数____(“逐渐增大”或“逐渐减小”或“保持不变”)
(4) 当小球运动到最低点时,细线的拉力为_________,电子秤的读数为________
【答案】M 逐渐增大 3mg M+3m
【解析】
(2)保持细线自然长度将小球拉至使细线处于水平位置,此时绳子拉力为零,铁架台对电子秤的压力等于铁架台的重力,所以电子秤的读数为M。
(3)小球松手后,向下运动,径向的合力提供向心力,绳子的拉力越来越大,拉力在竖直方向的分力越来越大,可知铁架台对电子秤的压力越来越大,电子秤示数逐渐增大。
(4)当小球运动到最低点时,对小球分析,根据牛顿第二定律得,F﹣mg,解得F=3mg,即细线的拉力为3mg,电子秤受到的压力为Mg+3mg,则电子秤的示数为M+3m。
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