Question

【题目】图甲是验证机械能守恒定律的实验示意图。某轻绳一端固定，另一端拴一小圆柱，将圆柱拉至与O点等高处并使轻绳水平。圆柱由静止释放，通过最低点时，光电门（图中未画出）测出挡光时间Δt。重力加速度大小为g。请回答下列问题：

（1）用游标卡尺测出圆柱的直径d，如图乙所示，圆柱的直径d＝________ cm；

（2）用米尺测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl＝________成立，说明圆柱下摆过程中机械能守恒；

（3）若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子的拉力大小F，则要验证圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的一个物理量是______________（用文字和字母表示）；若等式F＝________成立，则可验证圆柱在最低点的向心力公式。

Answer 1

【答案】 (1) 1.1000； （2）； (3) 小圆柱的质量m； mg+m；

【解析】（1）圆柱的直径为；

（2）重力势能变化量，圆柱通过光电门时的速度为，故增加的动能为，如果两者相同，即，成立，则桌面下摆过程中机械能守恒；

（3）则在最低点由牛顿第二定律得，若等式成立，则可验证向心力公式．可知需要测量小圆柱的质量m．