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【题目】利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间变化的关系图象,实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒,实验步骤如下:

①如图甲所示,固定力传感器M

②取一根不可伸长的细线,一端连接一小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O,并固定在传感器M的挂钩上(小圆环刚好够一根细线通过)

③让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图乙所示;

④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的AB之间摆动,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图丙所示。

请回答以下问题:

(1)小铁球的重量为_____

(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等,则____

A.一定得测出小铁球的质量m

B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角θ

C.一定得知道当地重力加速度g的大小及图乙和图丙中的F0F1F2的大小

D.只要知道图乙和图丙中的F0F1F2的大小

(3)若已经用实验测得了第(2)小问中所需测量的物理量,则为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等,只需验证____等式是否成立即可。(用题中所给物理量的符号来表示)

【答案】11.0 2D 33F0=F1+2F2

【解析】

(1) 由于重力加速度未知则有小铁球静止时绳子的拉力F0可知小球的重力GmgF0小球在最低点由牛顿第二定律则有:F2F0m因此有F0l(1cos θ)mv2(F2F0)l;对A点受力分析得:F0cos θF1即有3F02F1F2由上可知D正确ABC错误。故选D

(2) 根据机械能守恒的表达式有:mgl1-cosθ)=mv2结合以上分析则有3F02F1F2

练习册系列答案
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A.电压表(量程03V,内电阻约3kΩ

B.电压表(量程015V,内电阻约15kΩ

C.电流表(量程00.6A,内电阻约0.lkΩ

D.电流表(量程03A,内电阻约0.02kΩ

E.滑动变阻器(最大电阻50Ω,额定电流1.5A

F.滑动变阻器(最大电阻200Ω,额定电流1.5A

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A. B.

C. D.

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(1)b的示数为_______N

(2)a的拉力理论值为___________N

(3)保持b及其拉的细绳方向不变,a及其拉的细绳方向沿顺时针在图示面缓慢转至竖直方向的过程中,a的示数变化情况为________________________________

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