Question

【題目】某物理興趣小組利用電子秤探究小球在豎直面內的圓周運動，他們到物理實驗室取來電子秤、鐵架臺、長度為L的輕質細線和小球等。

（1）將鐵架臺放在電子秤上，其讀數為M，撤去鐵架臺將小球放在電子秤上，其讀數為m。

（2）組裝好實驗裝置如圖所示。保持細線自然伸長，將小球拉起使細線處于水平位置，此時電子秤讀數為______（填寫“M + m”“M”“大于M + m”或“處于M和M + m之間”）。

（3）忽略空氣阻力，當小球運動到最低點時，細線的拉力為________；電子秤的讀數為________。（已知重力加速度為g）

Answer 1

【答案】M 3mg M + 3m

【解析】

（2）[1]將小球拉起使細線處于水平位置時，電子秤讀數為鐵架臺的質量M。

（3）[2]小球向下運動到最低點的過程，由機械能守恒定律有

當小球運動到最低點時，設細線中拉力為F，對小球，由牛頓第二定律有

聯立解得

[3]對鐵架臺受力分析，設電子秤對鐵架臺的支持力為FN，由平衡條件得

電子秤的讀數為