问题详情:
(2016·天星调研卷)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细线的小球等。
(1)将铁架台放在电子秤上,其读数为M;将小球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)小球松手后,向下运动,此时看到电子秤读数 (填写“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,电子秤的读数为 。细线的拉力为 。
【回答】
(2)M (3)逐渐增大 (4)M+3m 3mg
【名师解析】:将小球拉至使细线处于水平位置时,细线中拉力为零,此时电子秤读数为铁架台的质量M。
小球松手后,向下运动,细线中拉力逐渐增大,此时看到电子秤读数逐渐增大。
小球松手后向下运动过程,只有重力做功,由机械能守恒定律,mgL=mv2,
当小球运动到最低点时,设细线中拉力为F,对小球,由牛顿第二定律,F-mg=m,
联立解得:F=3mg。
隔离铁架台,分析受力,设电子秤对铁架台的支持力为FN,由平衡条件得:FN =Mg+F,
根据牛顿第三定律,电子秤受到的压力等于FN =Mg+F,
电子秤的读数为FN /g=M+3m.
知识点:未分类
题型:实验,探究题