問題詳情:
(2016·天星調研卷)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,鐵架台,繫有長度為L細線的小球等。
(1)將鐵架台放在電子秤上,其讀數為M;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。保持細線自然長度將小球拉至使細線處於水平位置,此時電子秤讀數為 (填寫“M+m”或“M”或“大於M+m”或“處於M和M+m之間”)。
(3)小球鬆手後,向下運動,此時看到電子秤讀數 (填寫“逐漸增大”或“逐漸減小”或“保持不變”)
(4)當小球運動到最低點時,電子秤的讀數為 。細線的拉力為 。
【回答】
(2)M (3)逐漸增大 (4)M+3m 3mg
【名師解析】:將小球拉至使細線處於水平位置時,細線中拉力為零,此時電子秤讀數為鐵架台的質量M。
小球鬆手後,向下運動,細線中拉力逐漸增大,此時看到電子秤讀數逐漸增大。
小球鬆手後向下運動過程,只有重力做功,由機械能守恆定律,mgL=mv2,
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,F-mg=m,
聯立解得:F=3mg。
隔離鐵架台,分析受力,設電子秤對鐵架台的支持力為FN,由平衡條件得:FN =Mg+F,
根據牛頓第三定律,電子秤受到的壓力等於FN =Mg+F,
電子秤的讀數為FN /g=M+3m.
知識點:未分類
題型:實驗,探究題