题目内容
20．
如图所示有甲乙两个同学在课外实验活动时，各自用先进的DIS系统，分别探究单摆和圆锥摆的不同特性． 将细线的上端连在拉力传感器上传感器固定在铁架台上，下端系一小钢球．甲同学实验时的示意图如图甲所示，摆球在竖直面内摆动；乙同学实验时的示意图如图乙所示，摆球在水平面内做匀速圆周运动；两装置的小球大小和质量、摆线长均相等，单摆的最大摆角和圆锥摆线与竖直方向的夹角相同（θ＜50）． ①与传感器连接的电脑显示屏上显示甲图中绳子的拉力F甲是一条曲线，乙图中绳子的拉力F乙是一条直线．（填“曲线”或“直线”）
②甲图中小球摆动50个周期所用的时间为t甲，乙图中小球摆动50个周期所用的时间为t乙，则有t甲＞t乙．（填“＞”，“＜”或“=”）
分析 ①根据拉力与重力沿着垂直速度方向的分力提供向心力，结合牛顿第二定律，即可求得；而乙图由拉力与重力的合力提供向心力，即可判定；
②根据周期公式T=2$π\sqrt{\frac{L}{g}}$，即可求解．
解答 解：①根据拉力与重力沿着垂直速度方向的分力提供向心力，则有：T-mgcosθ=m$\frac{{v}^{2}}{L}$；
可知，拉力T随着夹角θ变化而变化，故甲图中绳子的拉力F甲是一条曲线；
对于乙图，拉力与重力的合力提供向心力，因速度大小不变，则拉力的大小不变，
故乙图中绳子的拉力F乙是一条直线；
②根据周期公式T=2$π\sqrt{\frac{L}{g}}$，可知，L越长的，周期越长，
由图可知，甲图的L长，则甲的周期长，因此则有t甲＞t乙．
故答案为：①曲线，直线；②＞．
点评 考查向心力的来源，掌握力的合成与分解的应用，理解周期公式的内容，注意单摆与圆锥摆的区别．
练习册系列答案
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5．
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如图所示，一圆环上均匀分布在正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O．下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（ ）| A． | O点的电场强度为零，电势最低 | |
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