题目内容
【题目】某同学设计了如图所示的装置来“验证机械能守恒定律”.将量角器竖直固定在铁架台上，使直径边水平，将小球通过一段不可伸长的细线固定到量角器的圆心O处，在铁架台上O点正下方安装光电门(图中未画出)，实验时，让小球在紧贴量角器的竖直平面内运动，调整好光电门，使小球的球心刚好能通过光电门的细光束.
（1）以下列举的物理量中，为本实验必须测量的物理量有___;
A.小球的质量m
B.小球的直径d
C.细线的长度L
D.小球的运动周期T
（2）图中细线与竖直方向的初始偏角为______;
（3）实验时，将小球拉开，使细线与竖直方向偏开一定的角度θ，将小球由静止释放，测出小球通过光电门的时间t，则小球通过最低点时的速度为______;如果这一过程中小球的机械能守恒，则题中各物理量应遵循的表达式为_____________;
（4）多次实验，由实验数据作出了
-cos θ图线，则实验所得的图线应该是_____.
A. 
B.
C.
D. 
【答案】BC 32.3°(32.0°~32.8°) 
＝g(l+
)(1-cos θ) C
【解析】
考查实验“验证机械能守恒定律”。
（1）本实验验证机械能守恒的关系式如下：
联立可得：
所以本实验必须测量的物理量有绳长L，小球直径d，故选BC。
（2）由题图读数可知，图中细线与竖直方向的初始偏角为32.3°。
（3）小球直径为d，通过光电门的时间为t，所以通过光电门时的速度为 ；应遵循的表达式为：
（4）由关系式：
可得：
图线是一条倾斜的直线，斜率为负，截距为正，故选C。
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