Question

【題目】為驗證向心力公式，某探究小組設計了如圖所示的演示實驗，在米尺的一端鉆一小孔，使小孔恰能穿過一根細線，線下端掛一質量為m，大小可忽略的小鋼球。將米尺固定在水平桌面上，測量出懸點到鋼球的細線長度L，使鋼球在水平面內做勻速圓周運動，圓心為O，待鋼球的運動穩定后，用眼睛從米尺上方垂直于米尺往下看，讀出鋼球到O點的距離r，并用秒表測量出鋼球轉動n圈用的時間t。則：

（1）小鋼球做圓周運動的周期T＝________________；

（2）小鋼球做圓周運動需要的向心力Fn＝________________；

（3）小鋼球受到的合外力F合＝________________．

（4）在實驗誤差允許的范圍內，若Fn＝F合，即驗證了向心力公式是正確的。

Answer 1

【答案】

【解析】試題分析：根據鋼球轉動n圈用的時間t求出周期；根據平行四邊形定則求出小鋼球所受的合力．根據向心力與周期的關系求出小鋼球做圓周運動的向心力．

（1）轉動n圈所用時間為t，故鋼球運動周期為；

（2）根據公式可得小鋼球所需向心力為；

（3）