题目内容
如图是验证机械能守恒定律的实验．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放．在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间△t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图所示，重力加速度为g．则
（1）小圆柱的直径d=
（2）测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl
（3）若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式还需要测量的物理量是
（1）小圆柱的直径d=
1.02
1.02
cm；（2）测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl
=
| ||
2△
|
=
成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒；
| ||
2△
|
（3）若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式还需要测量的物理量是
小圆柱的质量m
小圆柱的质量m
（用文字和字母表示），若等式F=mg+m
| ||
l△
|
mg+m
成立，则可验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式．
| ||
l△
|
分析：（1）题读数时注意分度，读数时要用“mm”为单位．（2）的关键是根据机械能守恒定律列出表达式即可．（3）题的关键是根据牛顿第二定律列出表达式，然后求出拉力表达式即可．
解答：解：（1）游标卡尺读数为d=10mm+2×0.1mm=10.2mm=1.02cm
（2）根据机械能守恒定律应有mgl=
m
，其中v=
，解得gl=
(
=
（3）根据牛顿第二定律有F-mg=
=
，解得F=mg+m
，可见还需要测量小圆柱的质量m，才能求出绳子的拉力．
故答案为（1）1.02
（2）=
（3）小圆柱的质量m，mg+m
（2）根据机械能守恒定律应有mgl=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 |
| d |
| △t |
| 1 |
| 2 |
| d |
| △t |
| ) | 2 |
| ||
2△
|
（3）根据牛顿第二定律有F-mg=
| ||
| l |
m(
| ||||
| l |
| ||
l△
|
故答案为（1）1.02
（2）=
| ||
2△
|
（3）小圆柱的质量m，mg+m
| ||
l△
|
点评：遇到实验问题，关键是明确实验原理，根据物理规律列出相应方程，然后求解讨论即可．
练习册系列答案
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图是“验证机械能守恒定律”实验中打下的某一纸带示意图，其中 O 为起始点，A、B、C 为某三个连续点，已知打点时间间隔 T=0.02s，用最小刻度为 1mm的刻度尺量得OA=15.55cm，OB=19.2cm，OC=23.23cm （g=9.8m/s2）
，若等式
_____成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒；
，若等式
_____成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒；