Question

（2012?安徽一模）在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥验证向心力公式．
（I ）在上述实验中还需要测量的物理量有哪些

AD

A．C球的直径    B．C球的质量   C．C球转动的角速度   D．当地的重力加速度g
（II）为了验证向心力公式正确．请用已知的物理量和第（I）题中你所选择的物理量表示出AD间距S=

gT2

4π2

．
（III）这一实验方法简单易行．但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条_：

小球是否在水平面上做匀速圆周运动

．

Answer 1

分析：（1）该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力，再根据向心力公式求出向心力的值，看两者是否相等，所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度g；
（2）根据圆锥摆的周期公式即可求解；
（3）垂足D的确定、小球是否在水平面上做匀速圆周运动等都会影响实验是否成功．

解答：解：（1）该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力，再根据向心力公式求出向心力的值，看两者是否相等，所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度g；
故选AD
（ 2 ）根据圆锥摆的周期公式得：T=2π

S g

，解得  S=

gT2

4π2

（3）该实验要求C球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球是否在水平面上做匀速圆周运动会影响实验是否成功．
故答案为：（1）AD；（2）

gT2

4π2

；（3）小球是否在水平面上做匀速圆周运动

点评：本题是实验题，要求同学们能理解其实验原理，知道影响实验成功的因素，难度适中．