Question

【題目】某創新小組在“驗證向心力的表達式”實驗中，設計了如圖甲所示的實驗裝置。圖乙為該裝置的結構示意圖，其頂端為力的傳感器，橫桿可繞支點自由轉動，支點處的刻度值為0。橫桿右側的擋光條經過光電門時，光電門可記錄擋光時間

(1)下列做法能更有效提高實驗精度的是（_______）；

A．小物塊的材質密度應適當大些

B．擋光條的寬度應適當小些

C．轉動橫桿的滑槽應當盡可能光滑

D．應調節擋光條與小物塊的左端刻度相互對稱

(2)若已知圓柱質量為m，擋光條寬度為D，其所在的刻度值為L，光電門記錄時間為Δt，力傳感器顯示的示數為F。試利用上述物理量寫出探究小組需要驗證的表達式為F=____；

(3)該小組驗證(2)中的表達式時，經多次實驗，發現示數F的測量值總是略小于其理論值，經分析檢查，儀器正常，操作和讀數均沒有問題。則造成這一結果可能的原因是_____（至少寫出一個原因）。

Answer 1

【答案】ABC 滑槽和滑輪存在摩擦力；把小物塊看成質點，小物塊到支點距離偏小

【解析】

(1)[1]A．小物塊的材質密度應適當大些，小物塊到支點的距離才比較接近小物塊質心到支點的距離，故A正確；

B．擋光條的寬度應適當小些，經過光電門的速度才比較接近其瞬時速度，故B正確；

C．轉動橫桿的滑槽應當盡可能光滑，才能夠保證繩的拉力近似等于小物塊的向心力，故C正確；

D．擋光條與小物塊的左端刻度對稱，則小物塊的中心與擋光條到支點的距離不同，則線速度不同，測量誤差較大，故D錯誤。

故選ABC

(2)[2]經過光電門的速度為

根據牛頓第二定律

解得

(3)[3]經多次實驗，發現示數F的測量值總是略小于其理論值，經分析檢查，儀器正常，操作和讀數均沒有問題。則造成這一結果可能的原因是滑槽和滑輪存在摩擦力；把小物塊看成質點，小物塊到支點距離偏小