Question

【題目】如圖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，輕繩另一端固定于O點．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，再用游標上有20等分的游標卡尺測出小圓柱的直徑d，如圖所示，重力加速度為g．則

（1）小圓柱的直徑d= cm；

（2）測出懸點到圓柱重心的距離，若等式_______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，則驗證小圓柱作圓周運動在最低點向心力的公式還需要測量的物理量是 （用文字和字母表示），若等式F=___________成立，則可驗證小圓柱作圓周運動在最低點向心力的公式．

Answer 1

【答案】（1）0．790 （2）（3）小圓柱的質量m、

【解析】試題分析：（1）游標卡尺20分度的精確度為0．05mm，游標一格長度為0．95mm，第18格與主尺25mm對齊；讀數為d=25mm-18×0．95mm=7．90mm=0．790cm．

（2）根據機械能守恒定律應有，其中，解得．

（3）根據牛頓第二定律有，解得，可見還需要測量小圓柱的質量m，才能求出繩子的拉力．