Question

【題目】圖甲是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)示意圖。某輕繩一端固定，另一端拴一小圓柱，將圓柱拉至與O點(diǎn)等高處并使輕繩水平。圓柱由靜止釋放，通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，光電門(mén)（圖中未畫(huà)出）測(cè)出擋光時(shí)間Δt。重力加速度大小為g。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)出圓柱的直徑d，如圖乙所示，圓柱的直徑d＝________ cm；

（2）用米尺測(cè)出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離l，若等式gl＝________成立，說(shuō)明圓柱下擺過(guò)程中機(jī)械能守恒；

（3）若在懸點(diǎn)O安裝一個(gè)拉力傳感器，測(cè)出繩子的拉力大小F，則要驗(yàn)證圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測(cè)量的一個(gè)物理量是______________（用文字和字母表示）；若等式F＝________成立，則可驗(yàn)證圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式。

Answer 1

【答案】 (1) 1.1000； （2）； (3) 小圓柱的質(zhì)量m； mg+m；

【解析】（1）圓柱的直徑為；

（2）重力勢(shì)能變化量，圓柱通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為，故增加的動(dòng)能為，如果兩者相同，即，成立，則桌面下擺過(guò)程中機(jī)械能守恒；

（3）則在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得，若等式成立，則可驗(yàn)證向心力公式．可知需要測(cè)量小圓柱的質(zhì)量m．