Question

【题目】某实验小组用如图甲所示的实验装置进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”两个实验。该小组把轻质细绳的一端与一个小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离竖直方向一定角度，由静止释放，与传感器相连的计算机记录细绳的拉力F随时间t变化的图线。

(1)首先测量重力加速度。将摆球拉离竖直方向的角度小于5°，让小球做单摆运动，拉力F随时间t变化的图线如图乙所示。

①图可知该单摆的周期T约为________s(保留两位有效数字)。

②该小组测得该单摆的摆长为L，则重力加速度的表达式为________(用测量或者已知的物理量表示)。

(2)然后验证机械能守恒定律。将摆球拉离竖直方向较大角度后由静止释放，拉力F随时间t变化的图线如图丙所示。

①要验证机械能守恒，还需要测量的物理量是_________。

②若图中A点的拉力用F1表示，B点的拉力用F2表示，则小球从A到B的过程中，验证机械能守恒的表达式为_____________(填表达式前的字母序号)。

A. B. 　　 C

Answer 1

【答案】0.75(0.70或者0.73也对) 质量 A

【解析】

(1)①[1]小球做单摆运动，经过最低点拉力最大，由图乙可知11.0s到14.0s内有4个全振动，该单摆的周期

②[2]根据单摆周期公式可得重力加速度

(2)①[3]图中点对应速度为零的位置，即最高位置，根据受力分析可得

图中点对应速度最大的位置，即最低点位置，根据牛顿第二定律可得

小球从到的过程中，重力势能减小量为

动能的增加量为

要验证机械能守恒，需满足

解得

所以还需要测量的物理量是小球的质量

②[4]验证机械能守恒的表达式为

故A正确，B、C错误；

故选A。