Question

9．圖甲是驗證機械能守恒定律的實驗．小圓柱由一根不可伸長的輕繩拴住，輕繩另一端固定．將輕繩拉至水平后由靜止釋放．在最低點附近放置一組光電門，測出小圓柱運動到最低點的擋光時間△t，再用游標卡尺測出小圓柱的直徑d，如圖乙所示，重力加速度為g．則

（1）小圓柱的直徑d=1.02cm．
（2）測出懸點到圓柱重心的距離l，若等式gl=$\frac{1}{2}（\frac8ikmyks{△t}）^{2}$成立，說明小圓柱下擺過程機械能守恒．
（3）若在懸點O安裝一個拉力傳感器，測出繩子上的拉力F，則要驗證小圓柱在最低點的向心力公式還需要測量的物理量是小圓柱的質量m（用文字和字母表示），若等式F=mg+$m\frac{yw08kck^{2}}{l△{t}^{2}}$成立，則可驗證向心力公式F_n=m$\frac{{v}^{2}}{R}$．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．
（2）的關鍵是根據機械能守恒定律列出表達式即可．（3）題的關鍵是根據牛頓第二定律列出表達式，然后求出拉力表達式即可．

解答 解：（1）小圓柱的直徑d=10 mm+2×0.1 mm=10.2 mm=1.02 cm．
（2）根據機械能守恒定律得mgl=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，所以只需驗證gl=$\frac{1}{2}{v}^{2}$=$\frac{1}{2}（\frac6kgaw6g{△t}）^{2}$，就說明小圓柱下擺過程中機械能守恒．
（3）若測量出小圓柱的質量m，則在最低點由牛頓第二定律得F-mg=$m\frac{{v}^{2}}{l}$，
若等式F=mg+$m\frac{eei86uk^{2}}{l△{t}^{2}}$成立，則可驗證向心力公式．可知需要測量小圓柱的質量m．
故答案為：（1）1.02，（2）$\frac{1}{2}（\frac8aiw688{△t}）^{2}$，（3）小圓柱的質量m，mg+$m\frac{0yui88a^{2}}{l△{t}^{2}}$．

點評 解決本題的關鍵是明確實驗原理，根據物理規(guī)律列出相應方程，然后求解討論即可．以及掌握游標卡尺的讀數方法，注意單位．